대장항문의 구조와 기능
1) 대장의 구조
대장은 소장에서 항문 사이의 관 형태의 장을 말하며 길이는 대략 150cm 정도 입니다만 개인 차이가 있습니다.
소장과는 구조적, 기능적으로 많이 다르며 사람의 오른쪽 아랫배에서 오른쪽 윗 배를 거쳐 왼쪽 윗 배, 그리고 왼쪽 아랫배, 골반, 항문까지의 경로를 따라 놓여있습니다. (그림 1. 복강의 위치, 그림 2. 복강내 장기)
대장은 위치에 따라 크게 결장과 직장으로 구분하기도 하며, 이는 ‘직장암의 수술적 치료’ 부분에서 다시 자세히 다루겠습니다.
결 장은 소장과 연결되는 부위로부터 맹장, 상행결장, 횡행결장, 하행결장, 에스결장으로 구분하고, 특히, 상행결장에서 횡행결장으로 연결되는 부위를 간과 접하고 있다고 하여 "간만곡부", 횡행결장에서 하행결장으로 연결되는 부위를 비장과 접하고 있다고 하여 "비만곡부"라고 합니다. (그림 5. 대장의 구조 1, 그림 6. 대장의 구조 2)
맹장은 결장의 시작부위로 소장과 연결되는 부위로 결장내용물이 소장으로 흘러들어가는 것을 막는 회맹판에서 시작됩니다. 주머니 모양이고 지름이 7.5 cm, 길이는 10 cm입니다. (그림 7. 맹장의 구조)
충수돌기는 맹장에 달려 있는 가늘고 긴 튜브 모양의 장으로 약 8-10cm 길이입니다. 흔히 맹장염이라고 불리는 것은 충수 돌기에 염증이 생기는 ‘급성충수염’을 이야기 합니다.
상행결장은 15 cm 길이로 복부의 우측에서 간을 향하여 올라가는 장이며 후복벽에 고정되어 있습니다.
횡행결장은 간만곡부에서 비장만곡부까지의 결장을 말하며, 길이는 45cm 이고 상복부를 오른쪽에서 왼쪽으로 가로질러 주행합니다.
비만곡부를 지나면 하행결장이 되는데 약 25cm 길이이고 상행결장과 마찬가지로 후복벽에 둘러 쌓여 있고 내강은 상행결장에 비하여 작습니다.
하행결장에 이어진 에스결장은 길이가 15-50 cm 으로 사람마다 그 길이가 매우 다양하고 유동성이 많으며 종종 오메가 루프(Ω) 모양을 보입니다.
직 장은 에스결장으로부터 연결되고 대변의 저장고 역할을 합니다. 직장은 12-15 cm 길이이고 지름은 4.5cm 정도로 입니다. 직장은 골반의 주변 구조물과 밀접한 연관이 있습니다. 골반에 있는 장기들과 인접하고 있으며 전방으로는 남성은 전립선, 정낭, 정관, 방광이 여성은 질 후벽이 위치합니다. 직장의 후방에는 천골, 미골, 항문거근, 천골신경이 있습니다. 직장의 상부 1/3은 전방과 측방에서 복막으로 덮혀 있고 중간 1/3은 직장의 전면만을 복막이 쌓고 있고, 하부 1/3은 복막이 없습니다.(그림 4. 직장의 구조).
2) 항문의 구조
하 부 직장은 다시 좁아져서 항문관으로 연결되는데 항문관의 분류는 학자들마다 약간의 차이가 있습니다. 해부학자들은 항문관을 피부상피에서 점막으로 이행하는 치상선(항문연으로부터 2cm)을 기준으로 생각하지만 외과의사들은 항문거근이 직장에 붙어있는 부위까지를(항문연으로부터 4cm) 항문관이라 생각합니다.(그림 8. 항문괄약근 및 지지근육, 그림 9. 항문구조). 이는 항문이나 직장 질환의 치료시 임상적인 중요성을 고려한 것입니다. 항문관은 길이가 3-4cm 정도로 짧지만 배변자제 기능에 필수적이고 이 부위에 많은 질환이 발생합니다. 항문관 주변에는 배변과 관련이 있는 근육계가 많은데 대표적인 항문 주위 근육은 항문내괄약근, 항문외괄약근, 항문거근 등이 있습니다. 항문내괄약근은 평활근이며 자율신경계의 지배를 받습니다. 항문내괄약근의 길이는 2.5-4cm정도이고, 두께는 약 0.5cm이고 치상선 하방 1-1.5cm까지 내려와 있습니다. 외괄약근은 횡문근으로 구성되어 있으며 내괄약근을 둘러 쌓고 있습니다. 체성 신경의 지배를 받으며 괄약근의 조절이 가능합니다. 즉, 항문의 바깥쪽 근육은 의지에 따라 조이고 푸는 행동이 가능한 반면, 항문 깊은 곳은 의지와는 상관없이 배변 활동 등에 따라 자동으로 수축과 이완이 조절됩니다.
골 반저 근육은 항문거근으로 골반저의 대부분을 형성하는 넓고 얇은 근육으로 구성되어 있습니다. 골반 장기를 지지하며 기침이나 배변시 처럼 복강 내압이 상승할 때 반사적으로 수축하여 주변 다른 근육들과 상호 작용하여 배변 과정을 조절합니다.
ii) 항문주위공간
항문과 하부 직장의 주위에는 외과적으로 중요성을 가지는 다수의 잠재적 공간이 있습니다. 이 공간들은 항문샘의 염증으로 인한 항문주위농양이나 치루 질환의 발생 및 진행과 관계가 있습니다.
(그림 10. 항문주위공간-정면, 그림 11. 항문주위공간-측면)
3) 대장항문의 혈관 구조
i) 동맥
대 장에 분포하는 동맥은 복부 대동맥에서 나오는 분지로 회결장 동맥, 우결장동맥, 중결장동맥, 하장간막동맥 등이 있으며 사람들마다 변이가 있습니다. 직장에 분포하는 동맥은 하장간막동맥에서 나오는 상직장동맥 그리고 직장의 중부에는 중직장동맥, 직장하부에는 하직장동맥이 있습니다.(그림 12. 결장과 직장의 동맥)
ii) 정맥
대 장의 정맥은 동맥과 비슷한 이름으로 분포합니다. 하지만 주행이 약간 다른 경우가 있습니다. 대부분 상장간막정맥과 하장간막정맥으로 혈류가 유입됩니다. 직장정맥은 상, 중, 하 직장정맥이 있고 이들간에 연결이 있습니다. (그림 13. 결장과 직장의 정맥)
iii) 림프계
대장암은 림프선 또는 림프절을 통해 전이하는 것으로 알려져 있고 림프절로의 암 전이 여부는 암의 진행 정도(병기)를 판정하는 가장 중요한 요소 중에 하나입니다.
결장의 림프절은 결장주위에 있는 림프절부터 주림프절인 동맥기시부 주위 림프절까지 분포합니다. 직장의 림프계는 직장의 상부, 중부는 상직장동맥을 따라서 올라가고, 하부 직장은 상직장동맥뿐 아니라 내장골 림프절과 이어집니다.
(그림 14. 결장과 직장의 림프배액)
4) 신경계
골 반 및 직장에는 교감신경과 부교감신경이 복잡하게 분포하고 있습니다. 이러한 신경들은 골반장기의 기능에 관여하는데 특히 배뇨기능과 발기 및 사정 등의 성기능과 관련이 있습니다. 항문괄약근과 관련한 신경으로 음부신경이 있는데 이것은 교감 및 부교감신경의 복합체로 항문내괄약근, 항문외괄약근, 항문거근등에 분포하여 배변과 항문직장반사에 관계합니다.
대장의 생리
대 장의 주 기능은 수분과 전해질 흡수, 지방산 및 질소 화합물 흡수, 변의 저장, 배변 등에 관여하는 것 입니다. 대장은 대략 위치에 따라 기능이 다른 것으로 알려져 있으며 이에 따라 크게 3 부분으로 나눕니다. 맹장, 상행결장, 횡행결장은 대장 내용물의 지체, 흡수, 세균성 발효가 주로 일어나고, 원위부 결장은 고형변을 형성, 보관, 배출하는 기능을 하며, 항문 직장부분은 일시적인 저장소로 적절한 시기에 용이하게 배변을 할 수 있도록 하는 기능을 담당합니다.
1. 흡수와 분비
간 담도계 등의 상부위장관에서 매일 분비되는 약 1,500ml의 액체성 내용물이 계속 대장으로 유입됩니다. 대장은 이 중 90%의 수분과 전해질을 다시 흡수하는데, 이 과정은 대부분 근위부 결장에서 일어납니다.
대 장은 흡수가 덜 된 잔여 탄수화물로부터 칼로리를 추출하는 일 외에는 소화과정에서 별다른 역할을 하지 않습니다. 대장 내에 살고 있는 혐기성 세균은 대장의 전 단계에서 소화시키지 못한 탄수화물을 발효시켜 지방산을 생성하고, 섬유질이 발효시켜 수소와 메탄가스를, 단백질을 발효시켜 인돌, 페놀 황화수소 등을 형성하게 되는데, 이 소량의 가스로 인해 변이 특징적인 냄새를 가지게 됩니다.
(그림 9. 흡수와 분비)
2. 대장의 미생물
대 장에는 정상적으로 수 많은 많은 미생물이 살고 있습니다. 이들의 양은 상상 외로 엄청나서, 정상인의 건조시킨 변 무게의 1/3을 차지한다고 합니다. 변 1g 당 천 여 마리의 박테리아가 존재하는데, 내인성 대장내 세균은 병원성 미생물의 출현을 억제하고, 소장에서 소화되지 못한 탄수화물이나 단백질 잔여물을 분해하며, 담즙산, 에스트로겐, 콜레스테롤 대사에 관여하기도 하고, 비타민 K 같은 유익한 요소를 만들어 내기도 합니다.
3. 대장 내 가스
대장내 가스의 대부분은 본인이 삼킨 공기입니다. 그 밖에 혈액으로부터의 확산, 대장에서의 발효 작용 등으로도 일부의 가스가 발생합니다. 내용물은 질소, 산소, 이산화탄소, 수소, 메탄이 98%를 차지하는데, 방귀의 냄새는 이들 가스 내에 미소량으로 존재하는 디메칠설파이드, 메타네치올에 의한 것입니다.
정상인은 매일 약 600ml의 방귀를 내보냅니다. 복부 팽만감은 실제로 장관 내 가스의 양 자체가 증가 한다기 보다는, 장 운동성 이상에 기인하는 것으로 추측하고 있습니다.
4. 대장의 운동
대 장의 운동은 대장내의 내용물을 혼합하여 수분과 전해질의 교환과 이동을 용이하게 하고, 내용물을 항문쪽으로 이동시키며, 장내 세균을 유지, 대변을 저장하고, 배변시 신속하게 대장을 비우는 역할을 합니다. 대장의 운동은 분절운동과 집단운동으로 장 내용물을 혼합시키고 전진시킵니다. 대장운동의 조절은 신경계와 여러가지 화학물질, 호르몬에 의해서 조절됩니다.
5. 배변
에 스결장에 도달한 장 내용물이 장을 자극할 정도로 에스결장에 가득차게 되면, 에스결장이 수축하여 직장으로 내용물이 밀어 내려 보냅니다. 직장에 대변이 유입되면 사람은 변의를 느끼게 되고, 대변을 보려고 힘을 주게 되면 복강내압과 직장압이 증가하는 동시에, 항문내괄약근과 외괄약근 그리고 치골직장근이 이완되면서 비로소 배변을 하게 됩니다.
언 듯 쉽게 생각되는 이러한 배변 작용은, 우리 몸의 자율 신경계와 체성 신경계가 복잡하게 상호 작용하여야만 성공 가능한 매우 복잡한 과정으로써, 이 여러 단계 중 일부에 변화가 있거나 이상이 발생 시, 변비 등의 배변 습관 변화나, 변실금 등의 배변 이상 증상을 겪게 됩니다.
Reference
1. 대장항문학 3판
2. Sabiston Textbook of Surgery 18th
3. The ASCRS Textbook o fColon and Rectal Surgery
1) 대장의 구조
대장은 소장에서 항문 사이의 관 형태의 장을 말하며 길이는 대략 150cm 정도 입니다만 개인 차이가 있습니다.
소장과는 구조적, 기능적으로 많이 다르며 사람의 오른쪽 아랫배에서 오른쪽 윗 배를 거쳐 왼쪽 윗 배, 그리고 왼쪽 아랫배, 골반, 항문까지의 경로를 따라 놓여있습니다. (그림 1. 복강의 위치, 그림 2. 복강내 장기)
대장은 위치에 따라 크게 결장과 직장으로 구분하기도 하며, 이는 ‘직장암의 수술적 치료’ 부분에서 다시 자세히 다루겠습니다.
결 장은 소장과 연결되는 부위로부터 맹장, 상행결장, 횡행결장, 하행결장, 에스결장으로 구분하고, 특히, 상행결장에서 횡행결장으로 연결되는 부위를 간과 접하고 있다고 하여 "간만곡부", 횡행결장에서 하행결장으로 연결되는 부위를 비장과 접하고 있다고 하여 "비만곡부"라고 합니다. (그림 5. 대장의 구조 1, 그림 6. 대장의 구조 2)
맹장은 결장의 시작부위로 소장과 연결되는 부위로 결장내용물이 소장으로 흘러들어가는 것을 막는 회맹판에서 시작됩니다. 주머니 모양이고 지름이 7.5 cm, 길이는 10 cm입니다. (그림 7. 맹장의 구조)
충수돌기는 맹장에 달려 있는 가늘고 긴 튜브 모양의 장으로 약 8-10cm 길이입니다. 흔히 맹장염이라고 불리는 것은 충수 돌기에 염증이 생기는 ‘급성충수염’을 이야기 합니다.
상행결장은 15 cm 길이로 복부의 우측에서 간을 향하여 올라가는 장이며 후복벽에 고정되어 있습니다.
횡행결장은 간만곡부에서 비장만곡부까지의 결장을 말하며, 길이는 45cm 이고 상복부를 오른쪽에서 왼쪽으로 가로질러 주행합니다.
비만곡부를 지나면 하행결장이 되는데 약 25cm 길이이고 상행결장과 마찬가지로 후복벽에 둘러 쌓여 있고 내강은 상행결장에 비하여 작습니다.
하행결장에 이어진 에스결장은 길이가 15-50 cm 으로 사람마다 그 길이가 매우 다양하고 유동성이 많으며 종종 오메가 루프(Ω) 모양을 보입니다.
직 장은 에스결장으로부터 연결되고 대변의 저장고 역할을 합니다. 직장은 12-15 cm 길이이고 지름은 4.5cm 정도로 입니다. 직장은 골반의 주변 구조물과 밀접한 연관이 있습니다. 골반에 있는 장기들과 인접하고 있으며 전방으로는 남성은 전립선, 정낭, 정관, 방광이 여성은 질 후벽이 위치합니다. 직장의 후방에는 천골, 미골, 항문거근, 천골신경이 있습니다. 직장의 상부 1/3은 전방과 측방에서 복막으로 덮혀 있고 중간 1/3은 직장의 전면만을 복막이 쌓고 있고, 하부 1/3은 복막이 없습니다.(그림 4. 직장의 구조).
2) 항문의 구조
하 부 직장은 다시 좁아져서 항문관으로 연결되는데 항문관의 분류는 학자들마다 약간의 차이가 있습니다. 해부학자들은 항문관을 피부상피에서 점막으로 이행하는 치상선(항문연으로부터 2cm)을 기준으로 생각하지만 외과의사들은 항문거근이 직장에 붙어있는 부위까지를(항문연으로부터 4cm) 항문관이라 생각합니다.(그림 8. 항문괄약근 및 지지근육, 그림 9. 항문구조). 이는 항문이나 직장 질환의 치료시 임상적인 중요성을 고려한 것입니다. 항문관은 길이가 3-4cm 정도로 짧지만 배변자제 기능에 필수적이고 이 부위에 많은 질환이 발생합니다. 항문관 주변에는 배변과 관련이 있는 근육계가 많은데 대표적인 항문 주위 근육은 항문내괄약근, 항문외괄약근, 항문거근 등이 있습니다. 항문내괄약근은 평활근이며 자율신경계의 지배를 받습니다. 항문내괄약근의 길이는 2.5-4cm정도이고, 두께는 약 0.5cm이고 치상선 하방 1-1.5cm까지 내려와 있습니다. 외괄약근은 횡문근으로 구성되어 있으며 내괄약근을 둘러 쌓고 있습니다. 체성 신경의 지배를 받으며 괄약근의 조절이 가능합니다. 즉, 항문의 바깥쪽 근육은 의지에 따라 조이고 푸는 행동이 가능한 반면, 항문 깊은 곳은 의지와는 상관없이 배변 활동 등에 따라 자동으로 수축과 이완이 조절됩니다.
골 반저 근육은 항문거근으로 골반저의 대부분을 형성하는 넓고 얇은 근육으로 구성되어 있습니다. 골반 장기를 지지하며 기침이나 배변시 처럼 복강 내압이 상승할 때 반사적으로 수축하여 주변 다른 근육들과 상호 작용하여 배변 과정을 조절합니다.
ii) 항문주위공간
항문과 하부 직장의 주위에는 외과적으로 중요성을 가지는 다수의 잠재적 공간이 있습니다. 이 공간들은 항문샘의 염증으로 인한 항문주위농양이나 치루 질환의 발생 및 진행과 관계가 있습니다.
(그림 10. 항문주위공간-정면, 그림 11. 항문주위공간-측면)
3) 대장항문의 혈관 구조
i) 동맥
대 장에 분포하는 동맥은 복부 대동맥에서 나오는 분지로 회결장 동맥, 우결장동맥, 중결장동맥, 하장간막동맥 등이 있으며 사람들마다 변이가 있습니다. 직장에 분포하는 동맥은 하장간막동맥에서 나오는 상직장동맥 그리고 직장의 중부에는 중직장동맥, 직장하부에는 하직장동맥이 있습니다.(그림 12. 결장과 직장의 동맥)
ii) 정맥
대 장의 정맥은 동맥과 비슷한 이름으로 분포합니다. 하지만 주행이 약간 다른 경우가 있습니다. 대부분 상장간막정맥과 하장간막정맥으로 혈류가 유입됩니다. 직장정맥은 상, 중, 하 직장정맥이 있고 이들간에 연결이 있습니다. (그림 13. 결장과 직장의 정맥)
iii) 림프계
대장암은 림프선 또는 림프절을 통해 전이하는 것으로 알려져 있고 림프절로의 암 전이 여부는 암의 진행 정도(병기)를 판정하는 가장 중요한 요소 중에 하나입니다.
결장의 림프절은 결장주위에 있는 림프절부터 주림프절인 동맥기시부 주위 림프절까지 분포합니다. 직장의 림프계는 직장의 상부, 중부는 상직장동맥을 따라서 올라가고, 하부 직장은 상직장동맥뿐 아니라 내장골 림프절과 이어집니다.
(그림 14. 결장과 직장의 림프배액)
4) 신경계
골 반 및 직장에는 교감신경과 부교감신경이 복잡하게 분포하고 있습니다. 이러한 신경들은 골반장기의 기능에 관여하는데 특히 배뇨기능과 발기 및 사정 등의 성기능과 관련이 있습니다. 항문괄약근과 관련한 신경으로 음부신경이 있는데 이것은 교감 및 부교감신경의 복합체로 항문내괄약근, 항문외괄약근, 항문거근등에 분포하여 배변과 항문직장반사에 관계합니다.
대장의 생리
대 장의 주 기능은 수분과 전해질 흡수, 지방산 및 질소 화합물 흡수, 변의 저장, 배변 등에 관여하는 것 입니다. 대장은 대략 위치에 따라 기능이 다른 것으로 알려져 있으며 이에 따라 크게 3 부분으로 나눕니다. 맹장, 상행결장, 횡행결장은 대장 내용물의 지체, 흡수, 세균성 발효가 주로 일어나고, 원위부 결장은 고형변을 형성, 보관, 배출하는 기능을 하며, 항문 직장부분은 일시적인 저장소로 적절한 시기에 용이하게 배변을 할 수 있도록 하는 기능을 담당합니다.
1. 흡수와 분비
간 담도계 등의 상부위장관에서 매일 분비되는 약 1,500ml의 액체성 내용물이 계속 대장으로 유입됩니다. 대장은 이 중 90%의 수분과 전해질을 다시 흡수하는데, 이 과정은 대부분 근위부 결장에서 일어납니다.
대 장은 흡수가 덜 된 잔여 탄수화물로부터 칼로리를 추출하는 일 외에는 소화과정에서 별다른 역할을 하지 않습니다. 대장 내에 살고 있는 혐기성 세균은 대장의 전 단계에서 소화시키지 못한 탄수화물을 발효시켜 지방산을 생성하고, 섬유질이 발효시켜 수소와 메탄가스를, 단백질을 발효시켜 인돌, 페놀 황화수소 등을 형성하게 되는데, 이 소량의 가스로 인해 변이 특징적인 냄새를 가지게 됩니다.
(그림 9. 흡수와 분비)
2. 대장의 미생물
대 장에는 정상적으로 수 많은 많은 미생물이 살고 있습니다. 이들의 양은 상상 외로 엄청나서, 정상인의 건조시킨 변 무게의 1/3을 차지한다고 합니다. 변 1g 당 천 여 마리의 박테리아가 존재하는데, 내인성 대장내 세균은 병원성 미생물의 출현을 억제하고, 소장에서 소화되지 못한 탄수화물이나 단백질 잔여물을 분해하며, 담즙산, 에스트로겐, 콜레스테롤 대사에 관여하기도 하고, 비타민 K 같은 유익한 요소를 만들어 내기도 합니다.
3. 대장 내 가스
대장내 가스의 대부분은 본인이 삼킨 공기입니다. 그 밖에 혈액으로부터의 확산, 대장에서의 발효 작용 등으로도 일부의 가스가 발생합니다. 내용물은 질소, 산소, 이산화탄소, 수소, 메탄이 98%를 차지하는데, 방귀의 냄새는 이들 가스 내에 미소량으로 존재하는 디메칠설파이드, 메타네치올에 의한 것입니다.
정상인은 매일 약 600ml의 방귀를 내보냅니다. 복부 팽만감은 실제로 장관 내 가스의 양 자체가 증가 한다기 보다는, 장 운동성 이상에 기인하는 것으로 추측하고 있습니다.
4. 대장의 운동
대 장의 운동은 대장내의 내용물을 혼합하여 수분과 전해질의 교환과 이동을 용이하게 하고, 내용물을 항문쪽으로 이동시키며, 장내 세균을 유지, 대변을 저장하고, 배변시 신속하게 대장을 비우는 역할을 합니다. 대장의 운동은 분절운동과 집단운동으로 장 내용물을 혼합시키고 전진시킵니다. 대장운동의 조절은 신경계와 여러가지 화학물질, 호르몬에 의해서 조절됩니다.
5. 배변
에 스결장에 도달한 장 내용물이 장을 자극할 정도로 에스결장에 가득차게 되면, 에스결장이 수축하여 직장으로 내용물이 밀어 내려 보냅니다. 직장에 대변이 유입되면 사람은 변의를 느끼게 되고, 대변을 보려고 힘을 주게 되면 복강내압과 직장압이 증가하는 동시에, 항문내괄약근과 외괄약근 그리고 치골직장근이 이완되면서 비로소 배변을 하게 됩니다.
언 듯 쉽게 생각되는 이러한 배변 작용은, 우리 몸의 자율 신경계와 체성 신경계가 복잡하게 상호 작용하여야만 성공 가능한 매우 복잡한 과정으로써, 이 여러 단계 중 일부에 변화가 있거나 이상이 발생 시, 변비 등의 배변 습관 변화나, 변실금 등의 배변 이상 증상을 겪게 됩니다.
Reference
1. 대장항문학 3판
2. Sabiston Textbook of Surgery 18th
3. The ASCRS Textbook o fColon and Rectal Surgery