Физиология толстой кишки

Физиология толстой кишки — это изучение того, как толстая кишка, конечная часть толстого кишечника, обрабатывает остатки, поступающие из тонкого кишечника. Её основные функции заключаются в реабсорбции воды и электролитов, поддержании плотного микробного сообщества, которое ферментирует непереваренные углеводы в короткоцепочечные жирные кислоты, хранении остатков и координации моторики и континенции, чтобы дефекация происходила как контролируемое, социально отсрочиваемое событие.

Definition

Толстая кишка — это сегмент толстого кишечника, простирающийся от слепой кишки до прямой кишки; физиология толстой кишки описывает её абсорбционные, ферментативные, моторные и связанные с континенцией функции.

Scope

Эта область знакомит читателя с основными функциональными аспектами толстой кишки и содержит ссылки на подробные темы: всасывание воды и электролитов, бактериальная ферментация и короткоцепочечные жирные кислоты, рефлекс дефекации и континенция, а также функция наружного анального сфинктера. Она рассматривает толстую кишку как справочный объект в физиологии желудочно-кишечного тракта, а не как клиническое руководство.

Sub-topics

• Colonic Bacterial Fermentation and Short-Chain Fatty Acids
• Colonic Water and Electrolyte Absorption
• External Anal Sphincter Function
• Defecation Reflex and Continence

Core questions

• Как толстая кишка восстанавливает воду и электролиты из содержимого просвета?
• Как резидентная микробиота превращает пищевые остатки в короткоцепочечные жирные кислоты, и как они питают эпителий?
• Как координируются хранение в толстой кишке, пропульсивная моторика и рефлекс дефекации?
• Как поддерживается каловая континенция между актами дефекации?

Key concepts

• Реабсорбция воды и электролитов
• Электрогенное всасывание натрия через ENaC
• Бактериальная ферментация непереваренных углеводов
• Короткоцепочечные жирные кислоты (ацетат, пропионат, бутират)
• Бутират как предпочтительное топливо для колоноцитов
• Сегментация (гаустральные) и массовые движения
• Ректоанальный ингибиторный рефлекс и рефлекс дефекации
• Механизм континенции внутреннего и наружного анального сфинктера

Mechanisms

Толстая кишка получает примерно один-два литра илеального содержимого в день и обычно возвращает большую часть воды и натрия в организм; в условиях необходимости она может поглощать значительно больше. Натрий поглощается через апикальную мембрану, в основном посредством электрогенного транспорта через эпителиальный натриевый канал в дистальном отделе толстой кишки, при этом вода следует осмотически. Параллельно плотная анаэробная микробиота ферментирует углеводы и резистентный крахмал, избежавшие переваривания в тонком кишечнике, в короткоцепочечные жирные кислоты: ацетат, пропионат и бутират; бутират является доминирующим окислительным субстратом колоноцитов. Моторная активность чередуется между непропульсивным смешиванием, которое максимизирует контакт со слизистой оболочкой, и высокоамплитудными распространяющимися сокращениями (массовыми движениями), которые продвигают содержимое к прямой кишке. Наполнение прямой кишки запускает ректоанальный ингибиторный рефлекс и позыв к дефекации, в то время как континенция между актами дефекации зависит от тонического внутреннего анального сфинктера и произвольно контролируемого наружного анального сфинктера и лобково-прямокишечной мышцы.

Clinical relevance

Понимание нормального всасывания, ферментации, моторики и континенции толстой кишки обеспечивает физиологическую основу, на которой интерпретируются такие расстройства, как диарея, запор и недержание кала. Эта статья является описательным справочным материалом по нормальной функции и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

Evidence & guidelines

Функциональные темы, обобщенные здесь, взяты из авторитетных физиологических обзоров и консенсусных заявлений по аноректальной функции; Римский консенсус по аноректальным расстройствам (Rao et al., 2016) является одной из широко используемых справочных основ для областей моторики и континенции.

History

Количественное изучение солевого и водного обмена в толстой кишке и бактериальной ферментации значительно продвинулось во второй половине двадцатого века, когда измерения короткоцепочечных жирных кислот в содержимом толстой кишки человека и портальной крови (Cummings et al., 1987) и современные оценки всасывания солей и воды в толстой кишке (Sandle, 1998) закрепили современное представление о толстой кишке как об абсорбирующем и ферментирующем органе.

Key figures

• John H. Cummings
• Geoffrey I. Sandle
• Adil E. Bharucha

Seminal works

• sandle-1998
• cummings-1987
• bharucha-2006

Frequently asked questions

Каковы основные функции толстой кишки?

Толстая кишка восстанавливает воду и электролиты из кишечных остатков, содержит микробы, которые ферментируют непереваренные углеводы в короткоцепочечные жирные кислоты, хранит остатки и координирует моторику и континенцию, чтобы дефекация была контролируемым событием.

Поглощает ли толстая кишка питательные вещества?

Её основная абсорбционная роль заключается в восстановлении воды и электролитов, но она также поглощает короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся в результате бактериальной ферментации, которые снабжают энергией колоноциты и организм.