2痔疮的解剖学，生理学和病理生理学
1简介对痔疮的解剖学，生理学和病理生理学的理解是选择适当的痔疮治疗，改善治疗效果，开发治疗痔疮的新方法和预防复发性疾病的基础。本章介绍了应用解剖学，肛门生理学和痔疮病理生理学的一些基本知识和当前观点。
2肛管和痔疮的应用解剖
肛管长约2.5-4厘米，并用肛门括约肌复合物包围。肛管的上皮下空间不均匀。肛门粘膜的突出部分，被称为“肛垫” - 由疏松结缔组织，平滑肌，小动脉，小静脉和肛门直肠血管丛（痔丛）形成。从胎儿发育的晚期开始，肛垫的形成是明显的（Morgado等，1988）。肛垫的功能是保持肛门节制并在排便时允许更大的肛门膨胀。由于肛门括约肌复合体不能完全闭合肛管腔，因此肛垫的存在对于填充括约环内的间隙是必要的，从而导致完全的粪便控制。在生理上，肛垫对休息的肛门压力贡献了大约15％（Lestar等，1989）。当排便时，肛门外括约肌会放松，并允许在肛垫内解除血管丛的充血。
肛垫由纤维弹性组织和肛门上皮下平滑肌的排列支撑。这种上皮下平滑肌，称为粘膜悬韧带或Treitz肌，是直肠外部纵向肌纤维的连续性，通过肛门内括约肌内部和尾部，形成粘膜下层血管间隙的支撑框架（Loder等。 1994年）。在每个肛垫中，存在通过上，中或下直肠动脉的末端分支与其相应的静脉之间的直接动静脉交通形成的肛门直肠血管丛（Aigner等人，2009）（图1）。在肛门直肠血管丛内，有几个括约肌样结构，由含有5-15层平滑肌细胞的静脉血管增厚的中膜形成，便于静脉引流（Aigner等，2009）。
图1肛门直肠血管系统剖析（Lohsiriwat 2015b）
图2主要肛垫（a）和内痔的常见部位图; （b）和（c）两个痔疮垫位置的例子（Lohsiriwat 2015c）
图3晚期痔疮的组织病理学变化（Lohsiriwat 2015c）
通常，有三个主要的垫子位于肛管的右前，右后和左侧。然而，它们之间可能有不同数量的小肛垫（Lohsiriwat 2012）（图2）。一般来说，痔疮是指异常充血的肛垫和/或肛垫向下移位（Lohsiriwat 2012）。痔疮患者的肛垫显示出明显的病理变化，包括显着扩张的血管通道，静脉血栓形成和碎片上皮下平滑肌（图3）。
根据其位置分类，内痔起源于齿状线上方的痔丛内层，外齿痔由齿状线下方的内层形成。由于外痔被外胚层和肛周皮肤覆盖，因此它受到神经支配，对疼痛刺激敏感。
有相对较少的研究检查痔疮患者肛管的生理变化。 1992年，Sun和他的同事对20名痔疮患者和20名年龄匹配的正常对照者进行了肛门测压和超声检查（Sun等，1992）。他们发现痔疮患者的平均静息肛压显著较高，但两组间最大基础压力和挤压压力无显着差异。在直肠扩张期间，痔疮患者的最大残余压力显着增加。咳嗽和紧张期间记录的压力也显著高于痔疮患者。然而，正常受试者和下颌骨患者之间的肛门内括约肌厚度没有差异，这表明痔疮患者的高肛门压力是血管来源。有趣的是，另一项生理学研究表明，痔疮出血患者的静息肛门压力高于痔疮，非出血性痔疮患者（Hiltunen和Matikainen 1985）。
1995年，Ho和同事研究了24例脱垂痔疮患者的痔切除术对肛门直肠生理的影响，并将结果与13名性别和年龄匹配的正常人进行了比较（Ho等，1995）。他们发现痔疮患者的静息肛门压力明显较高，直肠顺应性较低，会阴下降较多。然而，这些异常在手术后3个月内恢复到正常值 - 表明肛门直肠生理变化更可能是痔疮的影响，而不是原因。这一建议得到了其他小型研究的支持（Chen 1999; Vyslouzil et al.2010）。
虽然痔疮的确切病理生理学仍然未知，但认为痔疮主要是由于异常充血和下降的肛垫造成的。假设下颌骨是各种肛门直肠静脉曲张。但是，有明确的证据表明痔疮和肛门直肠静脉曲张是不同的实体。事实上，门静脉高压症和静脉曲张患者的痔疮发病率并不高于正常人（Goenka等，1991）。
由于痔疮的发展是多因素的，据报道有几个危险因素与痔疮的形成有关 - 如怀孕，老年人，便秘，慢性腹泻和内直肠延迟（Lohsiriwat 2013,2015a）。痔疮形成的概念可以分为四组：滑动肛垫（固定网络丧失），血管异常，直肠冗余，以及肛门直肠血管丛压力增加（图4）（Lohsiriwat 2012）。
4.1滑动肛垫
今天，滑动肛垫或滑动肛管内层的概念被广泛接受（Thom-son 1975）。 它提出当肛垫的支撑组织崩解或恶化时痔疮发展。 支持组织的基本结构是弹性纤维，胶原蛋白和上皮下平滑肌（粘膜悬韧带或Treitz肌肉）。 虽然弹性纤维为肛垫提供弹性，但胶原蛋白和平滑肌是其抗拉强度的原因。 粪便的剪切力，特别是坚硬和笨重的粪便，会导致肛垫内的肌纤维和结缔组织撕裂 - 导致肛垫向下移位。 肛垫的错位可能会影响静脉引流，导致痔丛的静脉扩张。 增加的腹内压力和紧张更有可能将垫子推出管道并进一步干扰其静脉回流。
图4痔疮形成示意图
症状性痔疮
除了粪便直接损伤传递到肛垫外，痔疮标本中与支持组织降解相关的酶表达增加。例如，基质金属蛋白酶-9（MMP-9）是一种有效的锌依赖性蛋白酶，涉及细胞外基质如弹性蛋白和胶原蛋白的蛋白水解，在亚洲人的痔疮组织中过表达（Han等，2005）。在西方个体的痔疮组织中观察到更高水平的其他MMP和中性 - 明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）的免疫反应性，这是MMP活性的调节剂和白细胞活化的标志物（Serra等人，2016）。有趣的是，与健康对照相比，低分级痔患者血清中MMP-1,2和3的基因表达显着增加。高分级痔疮或血栓性痔患者的血清MMP-3,7,8和9水平也较高（Serra等，2016）。值得注意的是，高分级痔疮患者血清中所有MMP的水平均显着高于低分级痔患者（Kisli等，2013）。
由于白细胞及其生物标志物（例如NGAL（Serra等人，2016））出现在一些痔疮样本中，特别是那些粘膜溃疡，窒息和广泛血栓形成（Morgado），因此炎症可能与肛垫的支持组织的退行性变化有关。等人，1988）。中性粒细胞表达并释放促炎细胞因子，其介导组织损伤并增强MMP的蛋白水解活性。 MMP-2和MMP-9的活化也与毛细血管床破裂，液体渗漏和组织水肿有关（Yoon等，2003）。
胶原组合物及其代谢的异常可能部分地促成肛垫的突出和痔疮的形成。已经研究了痔疮患者中胶原纤维的质量和数量。一些研究人员一致报道，与正常肛垫相比，痔疮样本中I型胶原（成熟和强原纤维）水平降低，III型胶原（网状纤维）水平升高（Willis等人，2010; Nasseri等人，2015） 。在痔疮上方的远端直肠粘膜和直肠壁中也观察到III型胶原的增生（Zhang等人，2009）。痔疮组织中的胶原蛋白比率显著降低 - 在III-IV级痔疮中可见明显减少。然而，胶原蛋白类型和胶原蛋白/蛋白质比率与患者的年龄和性别没有相关性（Willis等人2010; Nasseri等人2015）。
4.2血管异常
根据脱垂和“非脱垂”痔疮的出血症状和痔疮标本中明显的静脉扩张的组织学结果，血管异常和肛垫内，肛垫内血液供应失调可能与痔疮的形成有关（ Lohsiriwat 2012）。几种机制负责肛门直肠血流的调节。一些机制起源于血管内，例如内在血管张力和内皮因子，而其他机制起源于周围组织，细胞因子和激素。血管收缩剂和血管舒张物质之间的不平衡导致血管张力失调。
在痔疮中，强效血管扩张物质如一氧化氮的增加是明显的。诱导型一氧化氮合酶在痔疮组织中上调（Han等，2005）。使用放射自显影，免疫组织化学和蛋白质印迹研究内皮素（ET）受体（一种控制痔疮组织中血管平滑肌活性的G蛋白偶联受体）的特征（Lohsiriwat等人，2017）。血管扩张性ET-B受体的密度约为血管收缩性ET-A受体的3倍，痔疮的ET-B受体蛋白表达高于直肠组织。虽然ET-A受体和ET-B受体均定位于血管平滑肌，但内皮上仅存在ET-B受体。
使用经会阴彩色多普勒和光谱波分析对肛门直肠血管丛进行血流动力学研究表明，与正常对照组相比，痔疮患者传入血管的峰值速度和加速度明显更高（Aigner等，2009）。痔疮患者的动脉血流量也明显增高。给痔疮患者提供肛垫的上直肠动脉末端分支的直径明显大于健康志愿者。有趣的是，动脉口径和血流量的增加与痔疮的等级密切相关（Aigner等，2006）。
静脉高压可能是痔疮形成的另一个原因。静脉高压可能是静脉引流不足（例如，腹内压和妊娠增加）和静脉回流的结果。最近一项关于盆腔静脉回流的妇女的研究显示，在大约三分之一的病例中，通过髂内静脉的直接支流在经阴道双功超声检查中发现痔疮，并且痔疮的发病率随着骨盆干的数量而增加（Holdstock等人，2015年）。动静脉交通的静脉压长期增加，如痔疮丛，对血管壁造成损害。以下肢慢性静脉疾病为模型，静脉高压与白细胞向血管壁和周围组织的浸润，蛋白水解酶和炎症介质的激活，活性氧的诱导以及剪切应力的交替有关。在内皮上 - 从而导致组织炎症，微血管病变，血管扩张和周围结缔组织的减弱（Bergan等人，2006）。
除了肛门直肠血管丛的高动脉血流量和静脉高压外，痔疮患者的血管增生和新生血管形成明显（Lohsiriwat 2012）。例如，Chung及其同事报道，内皮糖蛋白是一种转化生长因子β的受体和增殖性内皮细胞的标志物，在大多数痔疮样本中表达，而在正常肛门直肠粘膜中则没有。该生物标志物在大于100μm的小静脉中显著（Chung等人，2004）。在具有血管生成相关蛋白（包括血管内皮生长因子）的高表达的痔中观察到微血管密度的增加（Chung等人2004; Han等人2005）。
与正常肛门直肠血管丛相反，肛门包含明显扩张的肌肉壁局部增厚（由含有5-15层平滑肌细胞的增厚的中膜形成的括约肌样收缩）（Aigner等人，2009） ，薄壁小静脉和静脉缺乏或几乎平坦的括约肌样结构（Lohsiriwat 2012）。使用免疫化学方法，痔疮也表现出不均匀的小动脉，平滑肌发育不良和壁上的纤维化沉积 - 这与痔疮的进展有关（Li et al.2015）。
4.3直肠冗余
痔疮的病理生理学可能超出肛门垫。许多医生认为，周围脱垂的痔疮与内直肠脱垂或直肠冗余有关（Lohsiriwat 2012）。直肠冗余可能会干扰肛垫内支撑组织与直肠壁的正确固定。高度分级的内直肠脱垂通常会导致排便障碍的几种症状，包括紧张和频繁的大便通过，导致痔疮充血和脱垂。在日常实践中，吻合器痔疮固定术或脱垂和痔疮（PPH）使用经肛门圆形吻合器去除痔疮上方的多余肛门直肠粘膜环，从而将脱垂的痔疮重新定位回肛管（Corman et al.2003） ; Lohsiriwat 2015a）。合并痔疮固定术还可减少痔疮组织的血液供应，导致痔疮缩小（Lohsiriwat 2013）。
4.4肛门直肠血管丛压力增加
排便涉及结肠，直肠，肛管，盆底肌及其相关神经供应的感觉运动功能的整合和协调（Palit等人，2012）。实际上，如果直肠内压力超过50mmHg，例如直肠安瓿中存在粪便物质，则会发生反射排出。排便的功效还受到腹肌自主收缩和蹲位假设的影响。两种操作都导致腹内压增加，随后导致直肠内压增加。功能性便秘患者或排便障碍患者的直肠内压力明显高（Morio等，2005）。异常高的腹内压和直肠内压力影响肛门直肠血管丛的静脉引流，从而导致肛门垫的静脉充血和痔疮的形成。与腹内压增加有关的几种情况被认为是痔疮的原因或急性痔疮症状的加重因素。这些病症包括怀孕，便秘，慢性咳嗽，腹部肥胖，紧张，剧烈运动和举重（Lohsiriwat 2015a）。
虽然对肛门直肠区域和痔疮的解剖学和生理学了解很多，但痔疮的确切病因和病理生理学仍不清楚。未来的挑战不仅是确定痔疮的精确病理生理学（可能是多因素和高度复杂的），而且还要确定加重痔疮症状或疾病复发的因素。
参考：Hemorrhoids (Coloproctology)
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