人类原始直肠形成的研究现状

厍豪，王旭

（1.西安医学院研究生院，陕西 西安 710068；2.西安医学院第一附属医院普外科，陕西 西安 710082）

0 引言

人类直肠发育起源于胚胎期内胚层分化而来的后肠，直肠的形成是复杂的胚胎发育过程中的一个分支，目前对于人类胚胎期的原始直肠发育研究甚少，很难对其发育过程有一个完整的认识与了解。一是受限于人胚的获取；二是在胚胎发育中时间节点的选择。在现有的研究成果中，对直肠的发育研究也存有很多的争议，而目前则多采用大鼠的直肠以“类器官”的研究方法经行替代研究，用以辅证人类原始直肠的发育规律。

1 原始直肠的形成

完整的消化系统由胚胎时期原始消化管分化而来，原始消化管道由前肠、中肠、后肠构成。在人胚的发育过程中，后肠分化形成左侧1/3的横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠及肛管。

在人胚第4周初期,后肠末段进行性膨大形成泄殖腔，上端与后肠和卵黄囊相连的尿囊相通，下端以泄殖腔膜封闭。人胚第4-6周阶段，尿囊与后肠之间的间质组织开始增生形成尿直肠隔，并以突入式生长方式将泄殖腔一分为二。隔膜腹侧的残余泄殖腔与尿囊形成尿生殖窦。隔膜背侧与后肠相续的泄殖腔形成远端封闭的原始直肠。人胚第7周时原始直肠末端的泄殖腔膜逐渐变薄并破裂形成肛膜，其外侧的外胚层结构也开始方向性的向肛膜所在处凹陷构成肛凹。在第7周末肛膜彻底分解破裂与肛凹连通。至此胎儿的原始直肠末端与羊膜腔相通。与此同时随着胚胎的发育及泄殖腔空间结构的变化，尿直肠隔进一步将尿生殖窦与原始直肠分隔并参与生殖系统的分化与发育过程。

1.1 尿直肠隔

传统理由论认为尿直肠隔的出现，是原始直肠发育的关键。在该阶段尿直肠隔向泄殖腔的腹尾侧突出将泄殖腔一分为二，并且随着其突入式的生长，该结构与泄殖腔膜的距离缩小的同时将泄殖腔膜分为尿直肠隔前方的腹侧泄殖腔膜，后方的背侧泄殖腔膜；随后该结构与泄殖腔膜发生融合并向外突出形成会阴的芽胚。在形态上尿直肠隔构成了尿生殖窦的后壁及原始直肠的前壁。但就尿直肠隔的生长方式，与泄殖腔膜融合与否仍是目前学术界的热点讨论话题。Vander，Kluth，Nievelstein[1-3]等学者的研究成果认为：尿直肠隔的形成并非是泄殖腔一分为二的推动力，在发育过程中，尿直肠隔保持相对静止，泄殖腔的空间位置变化促使了泄殖腔一分为二的形成，并且在尿直肠隔与泄殖腔膜之间没有融合迹象。在对大鼠的替代研究中，Qi[4]认为尿直肠隔的主动下降是分隔的主要动力，尿直肠隔与泄殖腔膜间存在融合迹象；白玉作[5]指出尿直肠隔的主动下降与泄殖腔的空间变化共同参与了泄殖腔一分为二的过程，尿直肠隔与泄殖腔膜在最后发生了融合。一项对人胚发育的连续动态研究中[6]尿直肠隔的形态呈“S-V-U”字型的变化，并且在胚胎失状位的切片中尿直肠隔在向下生长的过程中逐渐与腹侧泄殖腔膜融合，融合之后尿直肠隔中的生殖结间质也逐渐深入腹侧泄殖腔膜之中，参与到泌尿生殖系统的发育之中。后侧的原始直肠也在继续的分化与发育成为直肠与肛管。

1.2 直肠前壁的分隔

在人胚早期的失状位病理切片中发现尿直肠隔在形态上构成了尿生殖窦的后壁与原始直肠的前壁。但对于直肠与尿生殖隔之间是如何分隔的研究确少之又少。在仅有的报道中存在三种分隔学说。

1.2.1 幕布学说

Toumeux[7]提出在胚胎时期，泄殖腔被中胚层而来的间充质组织一分为二。前方形成尿生殖窦，后方形成原始直肠。随着胚胎的发育，尿直肠隔以类似于“幕布”的方式将两者继续分离直至形成两个独立的腔隙。尿直肠隔在后续的发育中逐渐分化并构成直肠的前壁。

1.2.2 中线融合学说

人胚的三个胚层在发育中遵循由外缘向腹侧卷折的规律。在后肠形成泄殖腔后，继续被尿直肠隔分为前后的尿生殖窦与原始直肠，但此时尿直肠隔相对于泄殖腔的空间发育静止不动，由尿生殖窦与原始直肠之间两侧来源的中胚层间充质将两者逐渐分离并与中线处汇合[8]。中胚层而来的间充质形成原始直肠的前壁。

1.2.3 混合理论学说

尿直肠隔的产生并将泄殖腔一分为二后，尿直肠隔继续主动的下降，同时伴有两侧来源的中胚层间充质继续向中线处生长融合[8]。主动下降与中线处的融合共同参与了尿生殖窦与原始直肠的分隔。

2 直肠肌层的发育

在对正常人类直肠的解剖中，直肠外周被盆腔脏层筋膜所构成的直肠系膜呈袖套样包裹[9]，直肠系膜上续于乙状结肠系膜，下止于直肠肛管交界部。但对于直肠前壁的形成并没有详细的文献报道。在对大鼠盆底肌肉的研究中[10]，鼠胚E16时盆腔的横断面切片中，横纹肌复合体呈“梨形”松散包绕尿道与直肠的后端；E18时，在尿道与直肠之间的两侧横纹肌分成内外两支，内支在直肠前方汇合止于会阴体，外支在尿道后方汇合止于球海绵体肌。在对人类胚胎的发育观察中发现,起于中胚层的会阴肌环形包绕于泄殖腔的上方，构成原始泄殖腔扩约肌，而后会阴中央带的形成将直肠与尿生殖隔分离，原始泄殖腔括约肌又分别形成尿生殖窦扩约肌和肛门外括约肌。综上所述，直肠的前壁并非是由尿直肠隔分化而来，随着胚胎的不断发育，由中胚层分化而来的肌层于直肠两侧向中线汇合的过程参与了直肠和尿生殖隔的分离与直肠前壁的构成。

3 直肠神经、血管的发育

由外胚层而来的神经嵴干细胞随着胚胎的发育进入到中胚层，这种多潜能细胞在中胚层的不同部位可分化成不同的组织成分，如神经元、神经胶质、肌及骨组织等[11]。在原肠形成后，神经嵴细胞分散于原肠周围，并开始大量的增生，聚集，可延肠道走行呈方向性的迁延发育，定植于肠道周围后，开始分化成成熟的肌间神经纵和黏膜下神经纵，构成支配直肠的植物神经。也可于脊神经尾部分化成骶神经嵴，参与构成支配肛管部的骶神经。

神经嵴干细胞产生的迷走神经嵴与骶神经嵴均具有分化出肠神经元和肠神经胶质的能力。目前对于直肠神经的形成有以下观点。一、迷走神经嵴源性，Fujimoto等[12]对人胚期肠神经的发育研究中，迷走神经嵴最先出现于前肠，后沿头尾方向依次出现于中，后肠及后肠末端的直肠，肛管。Meijers[13]横断肠管阻断了迷走神经嵴的头尾方向生长后，下段肠管在后期的发育中并未观察到有神经嵴细胞的出现。二、双向起源性，迷走神经嵴自头尾方向迁延分布至整个肠道系统；骶神经嵴沿相反方向迁延，主要形成直肠及肛管的肠神经[14]。一般认为人类的肠神经为迷走神经嵴源性,对于骶神经嵴是否参与到了肠神经系统的发育过程尚有争议，仍需进一步的研究。

直肠动脉血供的研究多是以血管造影成像及尸体标本解剖的角度进行，对其来源、走行、分布进行研究报道的。目前广泛认可有3条分别供应直肠的血管：直肠上动脉、直肠中动脉、直肠下动脉。上动脉是肠系膜下动脉的一个分支，起源于腹主动脉，主要供应直肠上段的血供；下动脉是阴部内动脉的分支，起源于髂内动脉，主要供应肛管与肛门的血管；广意上在腹膜折返以下，直肠肛管平面以上，穿过直肠系膜到达直肠的血管均定义为直肠中动脉。据研究报道[15-18]直肠中动脉起源于髂内动脉。髂内动脉发出一条较粗的分支陆续分为膀胱下动脉、精囊腺动脉、前列腺动脉，前列腺动脉在其头端再分出直肠中动脉，在直肠的前侧方穿直肠系膜进入直肠。目前对于中动脉的研究一直是一个热点，众多文献报道中对该动脉的存在尚有争议。

4 讨论

替代性的研究虽未能完全揭示人类直肠的形成规律。值得肯定的是，在人胚发育的后期，直肠与尿直肠隔发生了分离，由中胚层而来的间充质在两者之间继续分化并参与构成生殖系统和消化系统的血管，肌肉等组织。人类直肠与尿生殖隔的分隔过程受限于人胚的获取与研究时间节点的选择，很难有一个连续性的认识。在对人类和大鼠盆底肌肉形成的研究中，中胚层分化而来的肌肉组织逐渐生长至尿直肠隔与直肠之间，这样的一种生长方式是否构成了分隔的原动力；尿直肠隔是生殖系统的始基，生殖系统的血液供应来源于髂内动脉，直肠中动脉在研究报道中发现属于髂内动脉的分支，两者均有同样的血液供应。在胚胎时期，尿直肠隔与直肠的前壁是否具有同源性，是否是由于在两者的分隔中导致了直肠中动脉有了差异性的出现；在直肠齿状线以上的肠管受自主神经支配，以下的肛管受骶神经支配，在Meijers对肠管的横断研究中，下段肠管未发现有神经嵴细胞的出现，但是否是由观察时间过短所致，随着胎儿的不断发育，支配直肠及肛管的神经分别于不同的时间阶段呈双向性的起源发育，造成了以齿状线为界的两套不同的神经支配系统；以上问题都还需要进一步的研究。