Толстая кишка , также известная как толстая кишка , является последней частью желудочно -кишечного тракта и пищеварительной системы четвероногих . Здесь всасывается вода, а оставшиеся отходы сохраняются в прямой кишке в виде фекалий , а затем удаляются при дефекации . [1] Толстая кишка — самая длинная часть толстой кишки, и эти термины часто используются как взаимозаменяемые, но в большинстве источников толстая кишка определяется как сочетание слепой кишки , ободочной кишки, прямой кишки и анального канала . [1] [2] [3] Некоторые другие источники исключают анальный канал. [4] [5] [6]
У человека толстая кишка начинается в правой подвздошной области таза , сразу на уровне талии или ниже нее , где она соединяется с концом тонкой кишки в слепой кишке через илеоцекальный клапан . Затем она продолжается по толстой кишке , поднимаясь по брюшной полости , по всей ширине брюшной полости , по поперечной ободочной кишке , а затем спускается к прямой кишке и заканчивается в анальном канале . [7] В целом у человека длина толстой кишки составляет около 1,5 метров (5 футов), что составляет примерно одну пятую всей длины желудочно-кишечного тракта человека. [8]
Толстая кишка — последняя часть пищеварительной системы . Он имеет сегментированный вид из-за ряда мешочков, называемых гаустра . [9] Он извлекает воду и соль из твердых отходов до того, как они будут выведены из организма, и является местом, в котором происходит ферментация неабсорбированного материала кишечной микробиотой . В отличие от тонкой кишки , толстая кишка не играет важной роли в всасывании пищи и питательных веществ. Каждый день в толстую кишку поступает около 1,5 литров или 45 унций воды. [10]
Толстая кишка является самой длинной частью толстой кишки, ее средняя длина у взрослого человека составляет 65 дюймов или 166 см (диапазон от 80 до 313 см) у мужчин и 61 дюйм или 155 см (диапазон от 80 до 214 см) у мужчин. женщины. [11]
У млекопитающих толстая кишка состоит из слепой кишки (включая аппендикс ), ободочной кишки (самой длинной части), прямой кишки и анального канала . [1]
Четыре отдела толстой кишки: восходящая ободочная кишка , поперечная ободочная кишка , нисходящая ободочная кишка и сигмовидная кишка . Эти отделы поворачиваются в месте колик .
Отделы ободочной кишки располагаются либо внутрибрюшинно, либо позади нее, в забрюшинном пространстве . Забрюшинные органы, как правило, не имеют полного покрытия брюшиной , поэтому их расположение фиксировано. Внутрибрюшинные органы полностью окружены брюшиной и поэтому подвижны. [12] Из ободочной кишки восходящая ободочная, нисходящая ободочная и прямая кишка расположены забрюшинно, а слепая кишка, аппендикс, поперечная ободочная и сигмовидная кишка расположены внутрибрюшинно. [13] Это важно, поскольку влияет на то, к каким органам будет легко получить доступ во время операции, например, лапаротомии .
По диаметру самой широкой является слепая кишка, составляющая в среднем чуть менее 9 см у здоровых людей, а поперечная ободочная кишка - в среднем менее 6 см в диаметре. [14] Нисходящая и сигмовидная кишка немного меньше: сигмовидная кишка имеет в среднем 4–5 см (1,6–2,0 дюйма) в диаметре. [14] [15] Диаметры, превышающие определенные пороговые значения для каждого отдела толстой кишки, могут быть диагностическими для мегаколона .
Слепая кишка является первым отделом толстой кишки и участвует в пищеварении, тогда как аппендикс , развивающийся из нее эмбриологически, не участвует в пищеварении и считается частью лимфоидной ткани, связанной с кишечником . Функция аппендикса неясна, но некоторые источники полагают, что он играет роль в хранении образцов микробиоты кишечника и способен помочь повторно заселить толстую кишку микробиотой, если она истощена в ходе иммунной реакции. Также было показано, что в аппендиксе имеется высокая концентрация лимфатических клеток.
Восходящая ободочная кишка является первым из четырех основных отделов толстой кишки. Он соединен с тонкой кишкой отделом кишки, называемым слепой кишкой. Восходящая ободочная кишка проходит вверх через брюшную полость к поперечной ободочной кишке примерно на восемь дюймов (20 см).
Одной из основных функций толстой кишки является удаление воды и других ключевых питательных веществ из отходов и их переработка. Когда отходы выходят из тонкой кишки через илеоцекальный клапан , они перемещаются в слепую кишку, а затем в восходящую ободочную кишку, где начинается процесс экстракции. Отходы перекачиваются вверх по направлению к поперечно-ободочной кишке за счет перистальтики . Восходящая ободочная кишка иногда прикрепляется к аппендиксу через клапан Герлаха . У жвачных животных восходящая ободочная кишка известна как спиральная ободочная кишка . [16] [17] [18] С учетом всех возрастов и полов рак толстой кишки встречается здесь чаще всего (41%). [19]
Поперечная ободочная кишка — это часть толстой кишки от печеночного изгиба , также известного как правая колика (поворот толстой кишки печенью ) , до селезеночного изгиба , также известного как левая колика (поворот толстой кишки печенью). селезенка ). Поперечная ободочная кишка свисает с желудка и прикрепляется к нему большой складкой брюшины , называемой большим сальником . На задней стороне поперечная ободочная кишка соединяется с задней брюшной стенкой брыжейкой, известной как поперечная мезоколон .
Поперечная ободочная кишка заключена в брюшину и поэтому подвижна (в отличие от частей толстой кишки непосредственно перед ней и после нее).
Проксимальные две трети поперечной ободочной кишки кровоснабжаются средней ободочной артерией , ветвью верхней брыжеечной артерии (ВМА), тогда как последняя треть кровоснабжается ветвями нижней брыжеечной артерии (НМА). Область «водораздела» между этими двумя источниками крови, которая представляет собой эмбриологическое разделение между средней и задней кишкой , является областью, чувствительной к ишемии .
Нисходящая ободочная кишка — часть толстой кишки от селезеночного изгиба до начала сигмовидной кишки. Одной из функций нисходящей ободочной кишки в пищеварительной системе является хранение фекалий, которые затем попадают в прямую кишку. У двух третей людей он расположен забрюшинно . В другой трети имеется (обычно короткая) брыжейка. [20] Кровоснабжение осуществляется через левую толстокишечную артерию . Нисходящую ободочную кишку также называют дистальной кишкой , так как она расположена дальше по желудочно-кишечному тракту, чем проксимальная кишка. Кишечная флора в этом регионе очень плотная.
Сигмовидная кишка — это часть толстой кишки, расположенная после нисходящей ободочной кишки и перед прямой кишкой. Название сигмовидная означает S-образный (см. сигмовидная; ср. сигмовидный синус ). Стенки сигмовидной кишки мышечные и сокращаются, увеличивая давление внутри толстой кишки, заставляя стул перемещаться в прямую кишку.
Сигмовидная кишка снабжается кровью из нескольких ветвей (обычно от 2 до 6) сигмовидных артерий , ветви НМА. НМА заканчивается верхней прямокишечной артерией .
Сигмоидоскопия – распространенный диагностический метод, используемый для исследования сигмовидной кишки.
Прямая кишка – последний отдел толстой кишки. Он удерживает сформированные фекалии, ожидающие выведения через дефекацию. Его длина около 12 см. [21]
Слепая кишка – первая часть толстой кишки
Taenia coli распространяется по всей длине толстого кишечника. Поскольку taenia coli короче самой толстой кишки, толстая кишка становится мешковидной , образуя гаустру толстой кишки, которая представляет собой полкообразные внутрипросветные выступы. [22]
Артериальное кровоснабжение толстой кишки осуществляется ветвями верхней брыжеечной артерии (СМА) и нижней брыжеечной артерии (НМА). Поток между этими двумя системами осуществляется через маргинальную артерию толстой кишки , которая проходит параллельно толстой кишке на всей ее длине. Исторически считалось, что структура, которую по-разному идентифицируют как дугу Риолана или извилистую брыжеечную артерию (Московица), соединяет проксимальную SMA с проксимальной IMA. Эта изменчивая структура была бы важна, если бы любой сосуд был окклюзирован. Однако по крайней мере один обзор литературы ставит под сомнение существование этого сосуда, а некоторые эксперты призывают исключить эти термины из будущей медицинской литературы. [23]
Венозный отток обычно отражает кровоснабжение толстой кишки: нижняя брыжеечная вена впадает в селезеночную вену , а верхняя брыжеечная вена соединяется с селезеночной веной, образуя печеночную воротную вену , которая затем поступает в печень .
Лимфатический отток из восходящей ободочной кишки и проксимальных двух третей поперечной ободочной кишки осуществляется к подвздошно-ободочным лимфатическим узлам и верхним брыжеечным лимфатическим узлам , которые дренируются в хилезную цистерну . [24] Лимфа из дистальной трети поперечно-ободочной кишки , нисходящей ободочной кишки , сигмовидной кишки и верхней части прямой кишки оттекает в нижние брыжеечные и толстокишечные лимфатические узлы. [24] Нижняя часть прямой кишки переходит в анальный канал выше гребенчатой линии, дренируется во внутренние подвздошно-ободочные узлы. [25] Анальный канал ниже гребенчатой линии впадает в поверхностные паховые узлы. [25] Гребенчатая линия лишь приблизительно отмечает этот переход.
Симпатическая иннервация: верхние и нижние брыжеечные ганглии; парасимпатическая иннервация: блуждающий и тазовый нервы
Энтодерма, мезодерма и эктодерма представляют собой зародышевые листки, которые развиваются в процессе, называемом гаструляцией. Гаструляция происходит на ранних стадиях развития человека. Из этих слоев развивается желудочно-кишечный тракт. [26]
Один из вариантов нормальной анатомии толстой кишки возникает, когда образуются дополнительные петли, в результате чего толстая кишка становится на пять метров длиннее, чем обычно. Это состояние, называемое избыточной толстой кишкой , обычно не имеет прямых серьезных последствий для здоровья, хотя заворот кишечника возникает редко, что приводит к непроходимости и требует немедленной медицинской помощи. [27] [28] Существенным косвенным последствием для здоровья является то, что использование стандартного колоноскопа для взрослых затруднено, а в некоторых случаях невозможно при наличии избыточной толстой кишки, хотя специализированные варианты инструмента (включая педиатрический вариант) полезны для преодоления этой проблемы. проблема. [29]
Стенка толстой кишки выстлана простым столбчатым эпителием с инвагинациями . Инвагинации называются кишечными железами или криптами толстой кишки.
Крипты толстой кишки имеют форму микроскопических толстостенных пробирок с центральным отверстием по всей длине трубки ( просвет крипты ). Здесь показаны четыре среза ткани: два разрезаны поперек длинных осей крипт и два — параллельно длинным осям. На этих изображениях клетки были окрашены иммуногистохимически, чтобы показать коричнево-оранжевый цвет, если клетки продуцируют митохондриальный белок, называемый субъединицей I цитохром с-оксидазы (CCOI). Ядра клеток (расположены по наружным краям клеток, выстилающих стенки крипт) окрашены гематоксилином в серо-голубой цвет . Как видно на панелях C и D, длина крипт составляет от примерно 75 до примерно 110 клеток. Бейкер и др. [31] установили, что средняя окружность крипт составляет 23 ячейки. Таким образом, судя по изображениям, показанным здесь, в крипте толстой кишки содержится в среднем от 1725 до 2530 клеток. Ноотебум и др. [32] , измеряя количество клеток в небольшом количестве крипт, сообщили о диапазоне от 1500 до 4900 клеток на крипту толстой кишки. Клетки образуются в основании крипт и мигрируют вверх вдоль оси крипт, а через несколько дней попадают в просвет толстой кишки . [31] В основании крипт имеется от 5 до 6 стволовых клеток. [31]
Судя по изображению на панели А, на квадратный миллиметр эпителия толстой кишки приходится около 100 крипт толстой кишки. [33] Поскольку средняя длина толстой кишки человека составляет 160,5 см [11] , а средняя внутренняя окружность толстой кишки составляет 6,2 см, [33] площадь эпителия внутренней поверхности толстой кишки человека имеет среднюю площадь около 995 см 2 . , который включает в себя 9 950 000 (около 10 миллионов) крипт.
На четырех срезах тканей, показанных здесь, многие кишечные железы содержат клетки с мутацией митохондриальной ДНК в гене CCOI и выглядят в основном белыми, а их основной цвет представляет собой сине-серое окрашивание ядер. Как видно на панели B, часть стволовых клеток трех крипт, по-видимому, имеет мутацию CCOI , так что от 40% до 50% клеток, возникающих из этих стволовых клеток, образуют белый сегмент в области поперечного разреза.
В целом процент крипт с дефицитом CCOI составляет менее 1% до 40 лет, но затем линейно увеличивается с возрастом. [30] Дефицит крипт толстой кишки по ХКИ у женщин достигает в среднем 18% у женщин и 23% у мужчин к 80–84 годам. [30]
Крипты толстой кишки могут воспроизводиться путем деления, как видно на панели C, где крипта делится с образованием двух крипт, и на панели B, где по крайней мере одна крипта делится. Большинство крипт с дефицитом CCOI находятся в кластерах крипт (клонов крипт) с двумя или более криптами с дефицитом CCOI, расположенными рядом друг с другом (см. панель D). [30]
Около 150 из многих тысяч генов, кодирующих белок, экспрессируются в толстом кишечнике, некоторые из них специфичны для слизистой оболочки в разных регионах и включают CEACAM7 . [34]
Толстая кишка поглощает воду и любые оставшиеся усваиваемые питательные вещества из пищи, прежде чем отправить неперевариваемые вещества в прямую кишку. Толстая кишка поглощает витамины, вырабатываемые бактериями толстой кишки, такие как тиамин , рибофлавин и витамин К (особенно важно, поскольку ежедневного приема витамина К обычно недостаточно для поддержания адекватной свертываемости крови ). [35] [ нужна цитация ] [36] Он также уплотняет кал и сохраняет фекалии в прямой кишке до тех пор, пока они не могут быть выброшены через задний проход при дефекации .
Толстая кишка также секретирует K+ и Cl-. Секреция хлоридов увеличивается при муковисцидозе. В толстой кишке происходит переработка различных питательных веществ. Примеры включают ферментацию углеводов, жирных кислот с короткой цепью и цикл мочевины. [37] [ нужна ссылка ]
Аппендикс содержит небольшое количество лимфоидной ткани, связанной со слизистой оболочкой , что придает аппендиксу неопределенную роль в иммунитете. Однако известно, что аппендикс играет важную роль в жизни плода, поскольку содержит эндокринные клетки, которые выделяют биогенные амины и пептидные гормоны, важные для гомеостаза на ранних этапах роста и развития. [38]
К тому времени, когда химус достигает этой трубки, большинство питательных веществ и 90% воды усваиваются организмом. Действительно, как показывает общность процедур илеостомии , многие люди могут жить без значительной части толстой кишки или даже полностью без нее. На этом этапе остаются только некоторые электролиты, такие как натрий , магний и хлорид , а также неперевариваемые части проглоченной пищи (например, большая часть проглоченной амилозы , крахмала, который до сих пор был защищен от переваривания, и пищевых волокон , которые в значительной степени не перевариваются). углеводы в растворимой или нерастворимой форме). По мере продвижения химуса по толстой кишке большая часть оставшейся воды удаляется, а химус смешивается со слизью и бактериями (известными как кишечная флора ) и превращается в фекалии. Восходящая толстая кишка получает фекалии в виде жидкости. Затем мышцы толстой кишки перемещают водянистые отходы вперед и медленно поглощают всю лишнюю воду, в результате чего стул постепенно затвердевает по мере продвижения в нисходящую часть толстой кишки . [39]
Бактерии расщепляют часть клетчатки для собственного питания и создают ацетат , пропионат и бутират в качестве отходов, которые, в свою очередь, используются клеточной оболочкой толстой кишки для питания. [40] Белок не доступен. Таким образом, у людей становится доступным около 10% непереваренных углеводов, хотя это число может варьироваться в зависимости от диеты; [41] у других животных, включая других человекообразных обезьян и приматов, у которых толстая кишка пропорционально больше, доступно больше, что позволяет увеличить долю растительного материала в рационе. Толстая кишка [42] не производит пищеварительных ферментов — химическое пищеварение завершается в тонкой кишке до того, как химус достигнет толстой кишки. Уровень pH в толстой кишке колеблется от 5,5 до 7 (от слабокислого до нейтрального). [43]
Всасывание воды в толстой кишке обычно происходит против трансмукозного градиента осмотического давления . Постоянный градиентный осмос представляет собой реабсорбцию воды против осмотического градиента в кишечнике. Клетки, занимающие слизистую оболочку кишечника, перекачивают ионы натрия в межклеточное пространство, повышая осмолярность межклеточной жидкости. Эта гипертоническая жидкость создает осмотическое давление, которое направляет воду в латеральные межклеточные пространства посредством осмоса через плотные соединения и соседние клетки, которая затем, в свою очередь, перемещается через базальную мембрану в капилляры , в то время как больше ионов натрия снова закачивается в межклеточную жидкость. [44] Хотя вода движется вниз по осмотическому градиенту на каждом отдельном этапе, в целом вода обычно движется против осмотического градиента из-за перекачки ионов натрия в межклеточную жидкость. Это позволяет толстой кишке поглощать воду, несмотря на то, что кровь в капиллярах гипотонична по сравнению с жидкостью в просвете кишечника.
В толстой кишке обитает более 700 видов бактерий , выполняющих разнообразные функции, а также грибы , простейшие и археи . Разнообразие видов зависит от географии и диеты. [45] Число микробов в дистальном отделе кишечника человека часто достигает 100 триллионов, а их вес может составлять около 200 граммов (0,44 фунта). Эту массу преимущественно симбиотических микробов недавно назвали последним «открытым» человеческим органом или, другими словами, «забытым органом». [46]
Толстый кишечник всасывает часть продуктов, образуемых бактериями, населяющими этот отдел. Непереваренные полисахариды (клетчатка) метаболизируются бактериями в толстом кишечнике до короткоцепочечных жирных кислот и всасываются путем пассивной диффузии . Бикарбонат, который выделяет толстый кишечник, помогает нейтрализовать повышенную кислотность, возникающую в результате образования этих жирных кислот. [47]
Эти бактерии также производят большое количество витаминов , особенно витамина К и биотина ( витамина группы В ), для всасывания в кровь. Хотя этот источник витаминов в целом обеспечивает лишь небольшую часть суточной потребности, он вносит значительный вклад при низком потреблении витаминов с пищей. Человек, который зависит от всасывания витаминов, образуемых бактериями в толстой кишке, может столкнуться с дефицитом витаминов, если его лечат антибиотиками, которые подавляют виды бактерий, продуцирующие витамины, а также предполагаемые болезнетворные бактерии. [48]
Другие бактериальные продукты включают газ ( флатус ), который представляет собой смесь азота и углекислого газа с небольшими количествами газов водорода , метана и сероводорода . Они производятся в результате бактериальной ферментации непереваренных полисахаридов . Часть фекального запаха обусловлена индолами , метаболизирующимися из аминокислоты триптофана. Нормальная флора также важна для развития некоторых тканей, включая слепую кишку и лимфатические сосуды . [ нужна цитата ]
Они также участвуют в выработке перекрестно-реактивных антител. Это антитела, вырабатываемые иммунной системой против нормальной флоры, которые также эффективны против родственных патогенов, тем самым предотвращая инфекцию или инвазию.
Двумя наиболее распространенными типами толстой кишки являются Bacillota и Bacteroidota . Соотношение между ними, по-видимому, сильно различается, как сообщает Проект «Микробиом человека». [49] Бактероиды участвуют в возникновении колита и рака толстой кишки . Бифидобактерии также широко распространены, и их часто называют «дружественными бактериями». [50] [51]
Слой слизи защищает толстую кишку от атак кишечных комменсальных бактерий . [52]
Ниже приведены наиболее распространенные заболевания и расстройства толстой кишки:
Колоноскопия – это эндоскопическое исследование толстой кишки и дистальной части тонкой кишки с помощью ПЗС-камеры или оптоволоконной камеры на гибкой трубке, проходящей через задний проход . Он может обеспечить визуальную диагностику (например , изъязвления , полипы ) и дает возможность выполнить биопсию или удалить очаги, подозреваемые на колоректальный рак . Колоноскопия позволяет удалить полипы размером до одного миллиметра или меньше. После удаления полипов их можно изучить с помощью микроскопа, чтобы определить, являются ли они предраковыми или нет. Чтобы полип превратился в рак, требуется 15 лет или меньше.
Колоноскопия похожа на ректороманоскопию — разница заключается в том, какие части толстой кишки можно исследовать. Колоноскопия позволяет осмотреть всю толстую кишку (длиной 1200–1500 мм). Сигмоидоскопия позволяет обследовать дистальную часть (около 600 мм) толстой кишки, чего может быть достаточно, поскольку польза колоноскопии для выживания при раке ограничивается обнаружением поражений в дистальной части толстой кишки. [53] [54] [55]
Ректороманоскопия часто используется в качестве процедуры скрининга перед полной колоноскопией, часто проводимой в сочетании с анализом кала, таким как анализ кала на скрытую кровь (FOBT), иммунохимический тест кала (FIT) или многоцелевой ДНК-тест кала ( Cologuard) или тест на основе крови, тест на метилирование ДНК SEPT9 (Epi proColon). [56] Около 5% прошедших скрининг пациентов направляются на колоноскопию. [57]
Виртуальная колоноскопия , в которой используются 2D- и 3D-изображения, реконструированные на основе компьютерной томографии (КТ) или сканирований ядерного магнитного резонанса (МР), также возможна в качестве полностью неинвазивного медицинского теста, хотя она не является стандартной и все еще находится на стадии изучения. его диагностические возможности. Кроме того, виртуальная колоноскопия не позволяет проводить терапевтические мероприятия, такие как удаление полипов/опухолей или биопсию, а также визуализацию поражений размером менее 5 миллиметров. Если с помощью КТ-колонографии обнаружен рост или полип, все равно необходимо провести стандартную колоноскопию. Кроме того, в последнее время хирурги стали использовать термин «мешоскопия» для обозначения колоноскопии илео-анального мешка .
Толстая кишка по-настоящему выражена только у четвероногих , у которых она почти всегда отделена от тонкой кишки илеоцекальным клапаном . Однако у большинства позвоночных это относительно короткая структура, идущая непосредственно к заднему проходу, хотя и заметно шире тонкой кишки. Хотя слепая кишка присутствует у большинства амниот , только у млекопитающих оставшаяся часть толстой кишки развивается в настоящую толстую кишку. [58]
У некоторых мелких млекопитающих толстая кишка прямая, как и у других четвероногих, но у большинства видов млекопитающих она разделена на восходящую и нисходящую части; отчетливая поперечная ободочная кишка обычно присутствует только у приматов . Однако taeniae coli и сопровождающая ее гаустра не обнаружены ни у хищных , ни у жвачных животных . Прямая кишка млекопитающих (кроме однопроходных ) происходит от клоаки других позвоночных и, следовательно, не является по-настоящему гомологичной «прямой кишке», обнаруженной у этих видов. [58]
У рыб нет настоящего толстого кишечника, а есть просто короткая прямая кишка, соединяющая конец пищеварительной части кишки с клоакой. У акул это включает ректальную железу , которая выделяет соль, помогая животному поддерживать осмотический баланс с морской водой. По строению железа несколько напоминает слепую кишку, но не является гомологичной структурой. [58]
В эту статью включен общедоступный текст со страницы 1177 20-го издания « Анатомии Грея» (1918 г.).