Дефекация
Финал пищеварения — как организм освобождается от остатков.
Дефекация — финал пищеварения
Дефекация — это акт опорожнения кишечника, последний этап пищеварения: то, что не было переварено и всосано на протяжении всего пищеварительного тракта, покидает тело. Несмотря на кажущуюся простоту, этот процесс — результат точно скоординированной работы нескольких отделов нервной системы, гладкой и поперечнополосатой мускулатуры, а также двух принципиально разных сфинктеров — непроизвольного и произвольного.
Взрослый человек в норме опорожняет кишечник от трёх раз в день до трёх раз в неделю — весь этот диапазон считается физиологической нормой. То, что выходит, — это не только непереваренные остатки пищи, но и слущенные клетки кишечного эпителия, бактерии микробиома, желчные пигменты (придающие калу коричневый цвет), слизь и вода.
Прямая кишка и удержание
Прямая кишка (rectum) — конечный отдел толстого кишечника длиной около 12–15 сантиметров. В обычном состоянии она практически пуста: кишечное содержимое накапливается в сигмовидной кишке (S-образном отделе, стоящем перед прямой) и попадает в прямую кишку лишь непосредственно перед актом дефекации — под действием перистальтических волн (перистальтика — волнообразные сокращения мышц кишечной стенки, продвигающие содержимое вперёд).
Удержание кала обеспечивается двумя сфинктерами — мышечными кольцами у выхода из прямой кишки.
Образован гладкой мышцей — той же тканью, что составляет стенки кишечника по всей его длине. Гладкая мышца работает непроизвольно: мы не можем сознательно управлять ею так же, как мышцами руки. В состоянии покоя внутренний сфинктер постоянно сокращён — это его нормальное рабочее состояние, надёжно удерживающее содержимое. Он расслабляется только тогда, когда прямая кишка растягивается, то есть когда в неё поступает кал. Это называется ректоанальным ингибиторным рефлексом — автоматическим расслаблением внутреннего сфинктера в ответ на наполнение прямой кишки.
Образован поперечнополосатой (скелетной) мышцей — того же типа, что и мышцы конечностей. Поперечнополосатая мышца управляется произвольно: человек может сознательно сжать или расслабить её. Именно наружный сфинктер позволяет нам «подождать» после того, как появился позыв: его произвольное сокращение удерживает кал, давая время найти подходящий момент. В отличие от внутреннего, наружный сфинктер в состоянии покоя тоже сокращён, но способен поддерживать произвольное усиленное сокращение в течение примерно 40–60 секунд.
Как возникает позыв
Когда перистальтика проталкивает порцию кала из сигмовидной кишки в прямую, стенка прямой кишки растягивается. В стенке находятся механорецепторы — чувствительные нервные окончания, реагирующие на растяжение. Они посылают сигналы двумя путями:
- По местным нервным сетям прямой кишки (часть энтеральной нервной системы) — запускается ректоанальный ингибиторный рефлекс: внутренний сфинктер расслабляется, и небольшое количество содержимого опускается в анальный канал. Там расположены особые рецепторы, способные различать газ, жидкость и твёрдый кал — именно они дают нам возможность «пробовать» содержимое, не допуская непроизвольного выхода.
- По спинному и головному мозгу — возникает сознательное ощущение позыва к дефекации и готовность принять решение: дефецировать сейчас или отложить.
Если дефекация откладывается, прямая кишка постепенно адаптируется к растяжению (это называется рецепторной адаптацией — привыкание рецепторов к постоянному стимулу), ощущение позыва ослабевает, и содержимое частично возвращается обратно в сигмовидную кишку до следующей волны.
Акт дефекации
Когда человек принимает решение дефецировать, запускается скоординированная последовательность событий.
- Принятие позы. В положении сидя или на корточках прямая кишка и анальный канал выравниваются в более прямую линию. Поза на корточках выпрямляет аноректальный угол — угол между прямой кишкой и анальным каналом — примерно до 126–136° (против ~100° при сидении на стандартном унитазе), что физиологически облегчает прохождение содержимого.
- Закрытие голосовой щели и натуживание (манёвр Вальсальвы). Человек делает вдох, закрывает голосовую щель (зажимает дыхание) и напрягает мышцы живота и диафрагму. Это повышает внутрибрюшное давление — давление внутри брюшной полости. Описанный приём носит название манёвра Вальсальвы (по имени итальянского анатома Антонио Вальсальвы, XVII–XVIII вв.) и используется не только при дефекации, но и при других усилиях — подъёме тяжестей, родах, натуживании.
- Расслабление наружного сфинктера. Одновременно с натуживанием человек произвольно расслабляет наружный сфинктер заднего прохода — снимает тоническое (постоянное) напряжение. Внутренний сфинктер уже расслаблен рефлекторно.
- Сокращение прямой кишки. Гладкая мускулатура прямой кишки рефлекторно сокращается, помогая продвинуть содержимое. Моторика прямой кишки координируется как местными нервными сетями, так и парасимпатическими волокнами (парасимпатическая нервная система — часть вегетативной нервной системы, активирующая работу внутренних органов в состоянии покоя; противоположность симпатической) из крестцового отдела спинного мозга.
- Выход содержимого. Под действием повышенного давления и сокращений прямой кишки кал проходит через расслабленные сфинктеры и выходит наружу.
Что такое кал и почему он выглядит именно так
Кал примерно на 75% состоит из воды — и это уже после того, как толстый кишечник всосал из него большую часть жидкости. Оставшиеся 25% — сухое вещество: примерно треть из него составляют бактерии (живые и мёртвые), треть — нерастворимые пищевые волокна и непереваренные остатки, остаток — слущенные клетки эпителия, жиры, слизь и неорганические соли.
Коричневый цвет кала определяется стеркобилином — продуктом превращения желчных пигментов, которые, в свою очередь, образуются при распаде гемоглобина (белка эритроцитов). Жёлтый стул у новорождённых объясняется тем, что их кишечные бактерии ещё не производят стеркобилин в полном объёме. Светлый или белёсый стул у взрослых может указывать на нарушение желчеотделения.
Форма и консистенция определяются прежде всего содержанием воды и скоростью продвижения содержимого по толстому кишечнику. При замедленной моторике вода всасывается дольше — кал становится твёрдым и сухим (запор). При ускоренной — кишечник не успевает всосать воду (диарея).
Что происходит при нарушениях
Замедленное продвижение содержимого по толстому кишечнику или затруднённое опорожнение прямой кишки. Кишечник успевает всосать слишком много воды, кал становится твёрдым и сухим. Функциональный запор (без органической причины) связан с замедленной моторикой, недостаточным потреблением клетчатки и жидкости, малоподвижным образом жизни или нарушением координации мышц тазового дна при попытке опорожниться (диссинергия мышц тазового дна — состояние, при котором наружный сфинктер и мышцы тазового дна парадоксально сокращаются вместо расслабления при натуживании).
Неспособность удерживать кал или контролировать момент дефекации. Наиболее частые причины: повреждение наружного сфинктера (например, при родовой травме промежности или операциях), нарушение чувствительности прямой кишки, повреждение нервов, контролирующих сфинктер (диабетическая нейропатия, травма спинного мозга), а также диарея — при жидком стуле удержание физически сложнее даже при нормальном сфинктере.
Геморрой — расширение венозных сплетений (геморроидальных вен — венозных сосудов в подслизистом слое анального канала и нижнего отдела прямой кишки). Внутренние геморроидальные узлы расположены выше зубчатой линии (границы между слизистой оболочкой и кожей в анальном канале) и безболезненны; наружные — ниже неё и могут болеть. Хроническое натуживание при запоре — один из главных провоцирующих факторов.
Нарушение контроля над дефекацией вследствие повреждения нервной системы — спинного мозга, конского хвоста (пучка нервных корешков в нижней части позвоночного канала) или периферических нервов малого таза. При высоких повреждениях спинного мозга рефлекс дефекации сохраняется, но произвольный контроль утрачен; при низких (на уровне крестца) страдает и рефлекторный механизм. Лечение требует специализированных программ управления кишечником.
Связи с другими системами
- Толстый кишечник: прямая кишка — конечный отдел толстой кишки. Всё содержимое, которое поступает в прямую кишку, прошло весь путь по толстому кишечнику, где у него всосали воду, электролиты и где над ним поработал микробиом. О строении — в статье Толстый кишечник.
- Моторика: акт дефекации невозможен без скоординированных сокращений сигмовидной и прямой кишки. Замедленная или нарушенная моторика — прямая причина запора. Подробнее — в статье Моторика пищеварительного тракта.
- Энтеральная нервная система: местная нервная сеть кишечника управляет ректоанальным ингибиторным рефлексом автономно, без участия головного мозга. Подробнее — в статье Энтеральная нервная система.
- Ось «кишечник — мозг»: ощущение позыва и произвольный контроль над дефекацией — это двусторонняя связь между кишечником и головным мозгом. Стресс влияет на моторику и порог позыва. Подробнее — в статье Ось «кишечник — мозг».
- Кишечные газы: при наполнении прямой кишки рецепторы анального канала помогают различить газ и кал. О газообразовании — в статье Кишечные газы и вздутие.
- Микробиом: бактерии составляют значительную часть сухого вещества кала и определяют его запах, консистенцию и цвет желчных пигментов. Подробнее — в статье Микробиом кишечника.
Дефекация — финальная, физиологически сложная стадия пищеварения, объединяющая рефлекторную работу спинного мозга, автономную активность кишечных нервных сетей и сознательный контроль, обеспеченный произвольным сфинктером. Нарушения на любом из этих уровней — нервном, мышечном или моторном — незамедлительно сказываются на качестве жизни, что объясняет, почему проктология остаётся самостоятельной и востребованной медицинской специальностью.