低位直肠癌保肛术的解剖生理学基础

张东铭  上海第二军医大学　（200433）　　

                          林 琳   大连大学附属医院 （116021） 

     低位直肠癌的传统术式是Miles手术，因术后必须做腹壁人工肛门，常使患者难以接受，甚至延误或拒绝治疗。因此，在根治癌肿的基础上，保留或重建肛门的手术日益引起人们的浓厚兴趣。与此同时，与保肛术有关的结直肠控便机理的研究也成为学者们关注的热点。从70年代中期到目前为止，有关肛门自制的新理论、新概念和新学说可以说是异彩纷呈、层出不穷，有力地推动了保肛手术的发展。本文就若干自制学说重点阐述如下。

1、括约肌复合体（Spincter Complex, SC）

  　近年来，随着MRI和超声内镜等影象技术的进步，在活体上直接获得了与传统观念完全不同的括约肌形态学征象，2002年Fritsch^[1]首次提出“括约肌复合体”的新概念。正确认识SC，对科学地设计保肛术式并获得最佳手术效果具有重要意义。

　　1.1　SC的形态学特征：括约肌复合体是指肛提肌和外括约肌之间包绕肛直肠的全部纤维–肌性组织而言，是耻骨直肠肌、内外括约肌和联合纵肌共同组成的形态功能的统一体。MRI显示^[1]，外括约肌是耻骨直肠肌向下延续特化而成，不是三环状（皮下部、浅部、深部），也不是一个完整的肌环，其前部常有平均宽度约1.5cm左右大小不等的自然缺损。此种形态模式，不能起到环状括约肌的作用，仅能改变肛直肠角和实现肛内闭合（endoanal closure）。组织学证实，内、外括约肌纤维在SC下部呈肌性连续（muscular continuum）,并与联合纵肌纤维交织混合，即该部不仅有横纹肌纤维还有平滑肌纤维，还发现有大量本体感受器，因而Fritsch认为，SC下部是维持肛门自制的重要部分，可以起到环状肌的作用，即不仅可实现肛外闭合，也可实现粘膜和粘膜下层的肛内闭合；它不仅可鉴别粪便的性质，必要时还有延缓排便的能力。Kasunoki (1992) 在对比切除不同范围的内括约肌行结–肛吻合术时，也证实内括约肌下段较上段的控便能力更强，术后肛门功能恢复最快，病人生活质量更好。

1.2　SC的组织学成分：研究证实^[2]：SC横纹肌成分如肛提肌、耻骨直肠肌、外括约肌中均含有平滑肌纤维，它们是人体罕见的复合型肌。因而SC有较高的静息张力，即使在睡眠状态下仍有肌电活动，能维持长时间的收缩状态而不疲劳。动物试验显示^[3]，全部内括约肌（平滑肌）切除，外括约肌经活检发现：术后第2周～第5个月，外括约肌变性肥大；6～10个月，随着横纹肌纤维再生，平滑肌纤维数量剧增；术后第10个月，外括约肌内平滑肌纤维数量明显超过横纹肌纤维。此种组织学的改变，可能是结构–功能适应性的结果。Shafik(1981) ^[4]曾介绍一种新的保肛术式，即切除肛直肠及内括约肌保留外括约肌。起初肛压从术前72＋16cmH₂O下降至38＋8cmH₂O，但是术后10个月，肛压逐渐恢复至66＋10cmH₂O，EMG显示术后外括约肌静息张力增强，提示外括约肌已发生了组织学改变。

研究证实^[5]：SC的横纹肌中均含有Ⅰ(慢缩)和Ⅱ（快缩）两种类型的横纹肌纤维，前者为抗疲劳型，后者为易疲劳型。耻骨直肠肌与肛提肌内此两种纤维的密度不同。前者Ⅰ型纤维较多，后者Ⅱ型纤维多。前者纤维平均直径（45.8um）较后者（59.5um）小。而外括约肌的肌纤维类型与耻骨直肠肌类似，Ⅰ型占85.85%，平均直径为28.2um，提示外括约肌与耻骨直肠肌能维持持久的张力性活动，与其含有多数抗疲劳的Ⅰ型纤维有关。需要指出的是：肌型是有可塑性的；实验证明，切断支配Ⅱ型和Ⅰ型肌的神经，进行交叉移植。一定时间后，则受Ⅱ型神经支配的Ⅰ型肌可转为Ⅱ型肌；Ⅰ型神经支配的Ⅱ型肌转为Ⅰ型肌。再如，Ⅱ型肌如被持续的低频（10-20次/S）脉冲（正常Ⅰ型肌所接受的神经模式）刺激后，其生理生化特性可向Ⅰ型肌特性转变，反之亦然。根据上述原理，如果人体他处的横纹肌（如：股薄肌、臀大肌等）用于肛门重建，必须经过“训练”或“改造”，方可发挥原肌的效能。Williams（1991）^[6]采用低频电刺激神经干的方法，使股薄肌转变为慢收缩、耐疲劳的肌肉，这样使转移后的股薄肌在生理上更加接近于正常的SC，为肛门重建术在临床上的应用开拓了新的前景。

1.3　SC的神经支配： Levi(1991) ^[7]指出：尽管SC为一结构和功能的统一体，但是外括约肌（ES）和耻骨直肠肌（PR）的发育是各自独立的；前者来自泄殖腔括约肌的后部；后者来自脊柱尾部肌节；前者是由阴部神经（S₂为主）分支支配，后者由S_3、S₄运动神经在肌的内表面直接分支支配。无论是形态上和临床上均证明，外括约肌与耻骨直肠肌之间存在解剖学的分界平面。Fucini(1999) ^[8]解剖20具成人尸体，发现ES和PR之间有一层厚约3mm的结缔组织构成的分界平面，并横向延伸至坐骨直肠窝。分界处的肌肉排列有个体差异，79%的标本肛管由ES单独包绕；齿线以下肛管部分有PR包绕者占21%。作者在行肛后修补术（PAR）时，术前用神经–肌肉刺激器刺激分界平面以下时，ES收缩；刺激平面以上时，则PR收缩。他们在切除直肠癌行结肠–肛管吻合术前，为了判断是否可以将PR和ES分开，作MRI检测时，发现20人中有14人PR和ES之间存在明确的解剖功能分界面，3人二肌有重叠，1人二肌分离，术后证实二肌容易分开。由于ES和PR二者神经支配不同，通过其分界面，保留肛门，切除直肠癌成为可能。Fucini(1999)报告4例肛后或肛后外侧直肠癌，经ES－PR分界平面，去除平面以上带有癌组织和肛提肌的部分直肠，保留远端肛管及其阴部神经支配，并对残留的肛管施行低位结肠–肛管吻合术获得成功。

2、肛提肌复合体（Levator Complex, LC）

早在1979年Shafik ^[9]首次提出“肛提肌复合体”的新概念。组成LC的成分是：提肌脚、肛门悬带、提肌裂隙、裂隙韧带以及提肌遂道等，其中提肌隧道在控便机制中占有重要地位。

提肌隧道（Levator tinnel）是由提肌裂隙至会阴部包绕全部隙内器官的肌性管道（图1）。由于提肌隧道是前后倾斜位，故隧道后壁较前壁长。成人隧道后壁长3～4cm，前壁长2.5～3.0cm，隧道由双层横纹肌组成。内层为纵行的肛门悬带，外层为袢状的耻骨直肠肌。前者是隧道的“扩张器”，后者是隧道的“收缩器”。两层交替作用，一肌收缩时则另一肌放松。收缩时，隧道内层肌使肛管开放，而外层肌起闭合肛管的作用。所以提肌隧道在排便机构中是重要的部分。值得注意的是，肛提肌的环形纤维、耻骨直肠及外括约肌，它们从上、中、下三个平面包绕隧道全长。肛提肌的环形纤维从上平面环绕隧道上口，在会阴体平面交叉呈“∞”字形，构成直肠裂隙及其前方的尿生殖裂隙。耻骨直肠肌从中平面环绕隧道中部，其肌束的左右肢在肛管后联合成“U”形。外括约肌浅部两侧肌束亦经会阴体平面交叉，呈“∞”字形环绕隧道下口，即尿生殖道及肛管下口。Garavoglia^[10]指出，盆底肌的纤维排列宛如三条吊带，上下一对“∞”字形将肛管上下端前方固定于会阴体，后方固定于肛尾缝。“U”形吊带牵引肛管中部，起闸门效应。此种特殊的解剖模式，提示：盆底肌不仅起固定和支持作用，还可以像弹簧夹一样从侧方夹闭肛管，维持肛门自制。根据提肌隧道的上述解剖生理特点，Shafik提出一种新的保留括约肌的手术方法，即通过括约肌间隙，经肛门悬带和肛管纵肌之间向上分离肛管直肠达骨盆直肠间隙。肛管或低位直肠癌可经此途径将其从隧道内拉出肛门之外切除之，然后将直肠或结肠断端固定于肛周皮肤，使其置于提肌隧道括约肌控制之下（图2）。此种手术由于保存了提肌隧道的完整性，故术后仍能维持正常的排便机能。

3、肛直肠角（Anorectal angulation, ARA）

 　 Swash强调：肛直肠角与内、外括约肌是在静息状态下维持自制的三大要素。其中以肛直肠角最重要。

通常在静息状态下，腹内压平均为5-10cmH₂O，直肠内压为10-30cmH₂O，而肛管静息压高于前者，为30-50cmH₂O，形成一个反方向的压力梯度，阻止粪便进入肛管。但是，腹内压可因咳嗽、喷嚏而骤然上升，高达200cmH₂O以上；直肠内压可因腹泻、痢疾而急骤上升，大大超过肛内压，此时，盆底肌虽可通过位相反射或随意收缩增大肛内压，最大增至168.25cmH₂O，但力量有限且不能持久（仅能维持55秒），照理会发生失禁，但事实却不然，这是由于存在肛直肠角之故。肛直肠角是由耻骨直肠肌将肛管直肠结合部向前牵拉而成。研究证实，在控制排便方面，肛门括约肌活动的直接效果并不是唯一的而且也不是最重要的因素，关键在于维持一个正常的肛直肠角。故肛门重建需注意新的肛直肠角的重建。

4、直肠顺应性（Rectal Compliancy）

  　直肠能保持低压下粪便潴留。当直肠充胀，其容量上升为300ml时，直肠内压不出现任何变化，甚至反而下降，直到直肠所能耐受的最大容量引起便急感时，压力才明显上升，此种特性称直肠顺应性。它是一种反射性的适应性反应，在某种意义上讲与膀胱类似。顺应性的大小反映肠壁伸展性及贮袋功能状况；正常人为4-14ml/cmH₂O，如顺应性过低，即使少量便也能使直肠内压升高，超越括约肌的抵抗力以致排便失禁。实践证明，肛门直肠重建术后排便机能改善的关键是直肠顺应性问题。保留肛门术和原位肛门重建术其术后排便异常的主要原因是顺应性降低，即贮袋作用和肠壁伸展性降低，术后临床排便状态的改善与直肠顺应性的恢复是一致的。Heppell(1982) ^[11]曾用气囊阻塞回–肛吻合术患者的吻合部以上的肠腔，发现肠腔内每4-6分钟有一次节律性的压力升高，最高可达到50cmH₂O以上，因而回–肛吻合术后正常回肠腔内压力可间歇性地超过肛门括约肌的基础静息压（特别是睡眠时）引起大便失禁，若将回肠末端部扩大后即不产生此种肠内高压。由此可见，建造结肠贮袋是肛门直肠重建术后粪便自制的最重要因素。早在1947年Ra-vitch首次施行回肠贮袋肛门吻合术获得成功。1985年日本Hyogo最早施行低位直肠癌J型贮袋直肠重建术，接着，Lazorthes(1986) ^[12]、Parc(1986) ^[13]、Nicholls(1988)^[14]等相继提出有关报导。1992年Kasunoki ^[2]报导一种改良术式，即保留内括约肌下半部的同时应用结肠丁型袋治疗低位直肠癌，术后肛门功能获得满意结果，患者均保留了控便功能，不仅可稳定排便次数，还可避免术后早期污便发生。 Kasunoki（1991）^[15]将患者分为有贮袋和无贮袋两组对J型贮袋直肠重建术后的肛门功能进行了对比观察。结果发现，排便次数以及白天污便情况与结肠J型贮袋的最大耐受容量呈负相关。肠造口关闭后6个月，有贮袋组患者新直肠的扩张性及容量阈值明显升高。肛管静息压、收缩压、肛管长度以及阳性抑制反射情况，两组相似。作者认为，肛门自制可能与括约肌功能和贮袋节制功能二者密切相关。括约肌功能意味着肛管括约肌有控制不随意性粪便排出的能力。贮袋节制是指远端肠管对于粪便增多的弹性适应能力。两组患者术后肛管静息压、收缩压的恢复，肛管高压带的长度，肛管慢波的频率和幅度均没有区别，与术前相同，这些结果显示，结–肛吻合术后，肛管运动功能不受建立贮袋的影响。贮袋组排便次数较少，术后早期尤为明显。造口关闭后6个月排便次数少于3次/天，最后至1-5次/天，这一结果证明了肛管静息压、收缩压和贮袋扩张性与排便次数有关。贮袋功能评估结果显示，在适应期内排便频率降低的主要原因是由于贮袋最大耐受容量的增加。稳定期内排便频率则与肛管静息压和最大收缩压有关。两组患者新直肠的最大耐受容量和扩张性明显不同，术后6个月起，这种差别明显增加，所以术后要降低排便频率需要肛管静息压和收缩压恢复至术前60%。

5、排便–自制反射（Continence reflex）

盆底肌和括约肌反射性收缩对自制的维持不容忽视。现已查明：直肠壁内没有任何感受器，而耻骨直肠肌、外括约肌内以及直肠壁外盆腔组织中却存在大量牵张感受器，排便反射是充胀的直肠间接刺激这些感受器而实现的。实验证明：直肠切除后便意感觉和区别肠内容物性状的功能仍然保留，并未出现完全性大便失禁。用气囊扩张术后新直肠时，外括约肌收缩反射仍存在，Goligher ^[16]早在1951年就观察到结肠造瘘病人瘘口排便时没有便意感，但当结肠进入盆腔与肛管吻合后，就能获得直肠型感觉产生便意。在正常情况下，直肠容量约达50ml时可引起直肠短暂感觉，若容量继续增加，加大直肠的扩张度，可相应地使肛压升高到80cmH₂O～130cmH₂O水平，若继续扩张直肠刺激了外括约肌随意性收缩，则肛压可高达400cmH₂O，注意！盆底横纹肌（外括约肌、耻骨直肠肌）易疲劳，随意性收缩时间仅能维持40～60s。此时这此肌肉可主动收缩压迫内括约肌（平滑肌），通过内括约肌的逆向反射作用，使直肠扩张，粪便停滞，达到自制目的，此即Debray反射，亦称随意性抑制作用或直肠内括约肌交互反射。Debray反射可加大直肠扩张度，提高了直肠顺应性，因而自制时间得以延长。由此看来，自制活动不能单纯以盆底肌对肛管的压缩来解释，尤其是当腹内压或直肠内压升高时，盆底肌将因不能持久收缩而疲劳，若不通过盆底反射改变直肠顺应性，则失禁将不可避免。因此盆底肌的自制作用并非依赖于其随意肌收缩力的大小，而是取决于其反射活动增大直肠顺应性的结果。因此在肛门重建术中，移植的横纹肌必须紧贴新直肠，借其收缩时压迫直肠壁平滑肌即可重建Debray反射。

综上所述，肛直肠控便机理的研究为低位直肠癌肛门重建或保肛术提供了理论基础。自80年代以来，笔者依据肛门自制的某些新理论和新概念，先后设计了多种术式，通过临床实践，均取得了可喜成果，尽管某些问题尚待研究和完善。这些术式计有：会阴部结肠套叠术（1987）、新肛直肠角重建术（1987）、提肌隧道重建术（1988）、新直肠壶腹重建术（1995）、自体结肠平滑肌游离移植重建肛门（1998）等。

结语