배변감과 배변반사 (모닝똥/똥참기/똥싸기 ...)

저번에 "케겔운동과 괄약근" 이라는 글에서 배변을 참는것에대해 논의한적이 있다. 그때 우리가 1차적으로 배변감을 느꼈다가 배변을 참았을때와 2차 배변 위기가 왔을때 그 원인이
1) puborectalis의 수축이 풀림 (골반바닥근pelvic floor muscle 중 하나)
2) external anl sphincter의 작용 (외항문 괄약근)
인것으로 추측된다고 결론을 냈었다.
하지만 puborectalis는 배변을 참는데 관여하는것이 맞지만 external anal sphincter는 배변을 내보내는데 관여한다. 자세한 기전에대해 논의하려고 한다.

* 배변감

대장은 상행(ascending colon)-횡행(transverse)-하행(descending)-s자 (sigmoid)결장으로 구성되어있다. 대장은 수분을 흡수해서 대변을 농축하고 대장 내 세균의 작용으로 십이지장, 작은창자에서 분해하고 흡수하지 못한 영양분의 흡수에 관여하는 기관이다.
장 안의 내용물이 대변으로 변해가면서 sigmoid colon을 거쳐 직장 (rectum)을 지나 항문 (anus)을 통해 배출된다.
이 과정중에 유동성이 작은 대변은 sigmoid colon에 축적이 되어서 배변감, 배변의 (desire for defecation)를 유발한다.


* 대장의 집단운동 (mass movement)
위에서 이야기한대로 대변은 상행-횡행-하행-s자 결장을 차례대로 지난다. 이를 가능하게하는건 집단운동이다. 상행부터 s결장까지 대변을 이동시키며, 하루에 1~3회 정도 발생한다. 한번 발생하면 10분~30분 지속된다. 집단운동은 아침 식사와 함께 가장 특징적으로 나타난다고 한다. 모닝똥의 원인이라고 생각된다.

* 직장, 항문(puborectalis, internal/external anal sphincter)

A - puborectalis : pubis의 pubic symphysis의 양쪽에서 나와서 rectum(직장)을 한바퀴 감싸는 근육. 수축하면 rectum 수축

E - internal anal sphincter : 내항문 괄약근 (조임근)

F -external anal sphincter : 외항문 괄약근

S자 결장에 모인 대변은 직장(rectum)을 지나 항문을 통해 배출된다. 직장의 중간지점에는 puborectalis라는 근육이 있어 직장을 수축시키고, 직장의 끝 부분에는 내항문 괄약근 (internal anal sphincter), 외항문 괄약근 (external anal sphincter)이 있어 대변 배출을 조절한다.

여기서 internal anal sphincter는 pelvic splanchnic nerve (s2-s4 level, 부교감신경)의 지배를 받지만 puborectalis와 external anal sphincter는 pudendal nerve (똑같이 s2-s4 level이지만 체성신경계 somatic nerve system)의 지배를 받는다. 따라서 internal anal sphincter는 불수의근으로 조절할 수 없지만, puborectalis와 external anal sphincter는 수의근이기때문이 조절할 수 있다.

(평소에 수축 -> 신경 작용 시 이완)
external/internal anal sphincter는 기본적으로 평소에 긴장성 수축을 하고 있다. 그러다가 s자 결장에 대변이 쌓이고 rectum의 압력이 높아지면 각기 다른 반응을 일으킨다. Internal anal sphincter는 rectum의 압력에 대해 이완하는 반응을 일으키지만, external은 수축한다. External의 경우 이후 pudendal nerve의 작용으로 이완해서 변을 배출하게 된다.

(평소에 이완 -> 신경 작용시 수축)
괄약근과 반대로 puborectalis (그리고 이를 포함한 pelvic floor muscle들 - levator ani + coccygeus m.)는 평소에 이완하고 있지만 신경의 작용으로 수의적으로 수축해 배변을 억제한다. 배변을 참아야 할 때 수축해 항문의 저항을 높여준다.

* 배변반사

배변반사 (defecation reflex)는 세 가지 경로로 일어난다.

1) 내인성 장신경
아주 약한 배변반사를 일으킨다. 직장의 팽창에 의해 근육층 신경얼기 (auerbach's plexus)가 자극받아 하행, s자 결장의 수축과 직장의 수축을 유발한다. 또한 내인성 장신경에 의해 internal anal sphincter는 완전히 이완되고, 수의적인 조절에 의해 external anal sphincter가 이완해 배변이 일어날 수 있다.
배변을 참는 반응보다는 배변을 가능케하는 반사작용이다.

2) 부교감신경의 작용
앞서 internal anal sphincter가 pelvic splanchnic nerve(골반 신경)의 지배를 받는다 했는데, 골반신경은 부교감신경이다. 앞선 내인성장신경과 같이작용해 internal anal sphincter의 이완을 유도한다.

3) 고위 중추 신경
우리가 의식적으로 근육에 힘을줘서 배변하는 반사과정이다. 배에 힘을줘서 복압을 높이던지 external anal sphincter를 이완시켜 배변을 유발할 수 있다. 복압을 높여서 s자 결장의 압력을 높이면 직장으로 대변을 보내서, 심지어 배변감이 없더라도 배변이 가능케 한다.



* 배변 참기 (본론...)
우리가 수의적으로 조절할 수 있는건 external anal sphincter (외항문 조임근)와 puborectalis (를 포함한 pelvic floor m.)이다.
이 중에서 외항문 조임근은 앞서 말했듯 배변 참기와는 관계가 없다. 배변을 참는데 관여하는건 puborectalis뿐이다.
맨 처음에 대장의 집단운동을 통해서 변이 직장쪽으로 이동한다고 했는데, puborectalis의 지속적인 수축은 이런 집단운동을 방해한다고 한다. 보통 집단운동은 10분-30분 정도 일어난다고 했으니까, 우리가 최대 30분정도만 참으면 집단운동이 틀어져서 s자결장과 직장의 압력이 줄어들고 배변감 (배변의)이 사라진다. 우리가 지하철이나 버스나 이동중에 대변이 미칠거같이 마려운데 10분~30분 참으면 언제 그랬냐는듯 배변의지가 사라지는 이유이다.
하지만 알다시피 2차 위기가 올때가 있다. 정말 힘을 놔버리면 대변이 나올것만 같은.. 이때는 이미 집단운동이 다 끝나서 s자 결장에 대변이 쌓이고, 직장으로 넘어와 직장의 압력이 이미 너무 높아져버린 상태이다. 따라서 계속해서 수의근인 puborectalis를 수축시켜야지 대변을 참을 수 있다. 이거는 이미 집단운동과 관련이 없으므로 더이상 어떻게 할수가 없다. 계속 힘을줘야한다...

하지만 배변을 계속해서 참으면 배변감을 느껴서 대변 배출을 하는 배변반사가 정상적인 수준에서 이루어지지못하고, 배변감이 있어도 대변배출을 하지 못하는 변비가 온다고 한다. 그래서 변비는 현대인의 질병이라고 하는데, 과도하게 배변을 참으면서 배변과 관련된(괄약근, puborectalis를 지배하는 신경들) interneuron이 강화되어서 왠만한 신호에도 배변이 안되는 것이다.

변비 관련 자세한 내용 : Anismus (Constipation 유발)

* 배변과 자세

우리는 대변을 쌀때 앉아서 싼다. 그런데 그냥 앉아서 쌀때보다 쪼그려서 싸면(Squatting position) 배변을 더 잘 할수 있다고 한다. S자 결장과 직장, 항문의 구조적인 배치 때문에 그러하다. S자 결장과 직장은 그냥 앉아 있을때 90도에 가깝게, 거의 예각으로 꺾여있어서 배변이 잘 일어날 수 없다. 하지만 쪼그려있으면 이 각도가 커지면서 배변이 잘 일어날 수 있다.

여기서 서있을 때와 앉아있을때 어떤 차이가 있을지 궁금하긴 하다. 그런데 서있는 자세는 anatomical position인거고 이 때 pelvic girdle(pubis-ischium-ilium)은 뒤쪽으로 돌아가니까 levator ani도 위로 올라갈꺼고 저 각도도 더 작아질거다. 그래서 서있을 때가 앉아있을 때보다 배변이 더 어렵고, 다시말해 서있을 때 대변 참기가 더 쉬울거라고 생각한다(이건 내 추론. 확실치 않음) 즉, 똥을참고싶다면 앉아있기보다는 서 있기를 추천한다.

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그러므로 결론을 내리면

1. 대장에서 직장 쪽으로 변을 이동시키는 운동인 집단운동은 아침에 주로 일어나는데, 모닝똥의 원인이 될 수 있다.

2. 대변을 참을때 10분~30분 참으면 대장의 집단운동이 방해를 받아 배변감이 사라진다. (이걸로 해결이 안되면 이제 진짜 똥 싸야되는거)

3. 대변을 잘 싸고 싶으면 쪼그려서 싸자.

3. 대변을 자주 참으면 interneuron들이 강화되어 변비가 유발될 수 있다.