Article : Physiologie de la continence et de la defecation

Les phénomènes responsables de la continence et de la défécation sont complexes et interdépendants. Ils mettent en jeu essentiellement l'appareil ano-rectal par des phénomènes musculo-nerveux où interviennent les muscles lisses, les muscles striés, l'innervation végétative, l'innervation somatique sensorielle ou motrice.

Les facteurs de la continence

Le côlon

Le côlon droit, siège de mouvements péristaltiques, assure le brassage des résidus de plusieurs repas ; les côlons transverse et gauche, siège de contractions segmentaires, ralentissent le transit, surtout en région sigmoïdienne. Une à trois fois par jour, après les repas, se produit un mouvement de masse du côlon qui aboutit au remplissage du rectum par les matières venant du sigmoïde (réflexe gastro-colique).
La qualité des selles dépend du régime alimentaire, des capacités d'absorption du grêle et de réabsorption d'eau au niveau du côlon.

Le rectum

Schématiquement, le rectum tient lieu de réservoir au-dessus du canal anal. La plupart du temps, le rectum est vide, la pression intra-rectale est basse (inférieure à 10 cm d'eau). L'arrivée de matières fécales provoque une augmentation de pression et de tension de la paroi rectale. Les récepteurs sensibles à la tension sont responsables de la sensation de remplissage. Ils sont situés dans la sous-muqueuse et la musculeuse rectale. Il existe également des mécano-récepteurs dans les releveurs de l'anus et le pubo-rectal. L'influx sensitif (sensation de besoin) est véhiculé par les nerfs pelviens et splanchniques vers les racines sacrées et lombaires puis gagne par les voies lemniscales le noyau dorso-médian du thalamus, puis les cortex insulaire, singulaire et orbitofrontal, préférentiellement à droite. La paroi rectale a des propriétés viscoélastiques : ceci lui permet d'augmenter son volume en maintenant sa tension pariétale à un bas niveau, pouvant ainsi retenir les matières sans augmentation significative de la pression intra-rectale. La relation tension pariétale-volume n'est pas linéaire, elle exprime la compliance du rectum. Elle est due aux propriétés physiques des fibres musculaires et des fibres collagènes de la paroi. Elle est facilitée par les influx d'origine sympathique (D11 à L2) empruntant le nerf pelvien, à médiation non cholinergique non adrénergique.

Le canal anal

Plus étendu chez l'homme (4 cm) que chez la femme (3 cm), il joue le rôle de barrière de pression (supérieure à 50 cm d'eau). Au repos, on considère que 50 à 80% de la pression dans le canal anal est liée au sphincter interne (SI). Le SI est un muscle lisse, en continuité avec la couche circulaire interne du rectum dont il représente un épaississement (de 1 à 4 mm). Il est en état permanent de contraction maximale. Ce tonus de base est d'origine myogène (le rythme électrique de base des cellules lisses du SI étant supérieur à celui des cellules de la couche circulaire rectale). Ce tonus myogène est renforcé par l'innervation sympathique (récepteur alpha 1-adrénergique). Le corps cellulaire du neurone pré-ganglionnaire est situé dans la moelle épinière lombaire (L1, L2, L3). L'axone emprunte les nerfs splanchniques lombaires jusqu'au ganglion mésentérique inférieur où se situe le neurone post-ganglionnaire, dont l'axone emprunte le nerf hypogastrique. L'innervation parasympathique du SI a un rôle plus complexe : le noyau pré-ganglionnaire est situé dans la moelle sacrée, son axone emprunte les nerfs pelviens et s'articule avec les ganglions intra-muraux. Les effets relaxants du parasympathique dominent largement après stimulation des fibres pré-ganglionnaires, par l'action de l'acétylcholine qui module la libération d'adrénaline et par la mise en jeu d'autres médiateurs non adrénergiques non cholinergiques : monoxyde d'azote (NO), VIP, neuro-peptide Y, galanine, histamine. Le sphincter interne ne peut, à lui seul, permettre l'occlusion totale du canal anal : il persiste à l'intérieur du sphincter interne une lumière de 6 mm de diamètre qui est occupée par les replis muqueux et l'expansion des plexus hémorroïdaires qui sont responsables de 10 à 15 % de la pression de repos.

L'appareil sphinctérien externe (SE), comme les muscles du plancher pelvien, et contrairement aux autres muscles squelettiques, est en état de contraction tonique permanente même pendant le sommeil. Cette activité tonique est entretenue par un arc réflexe situé au niveau de la queue de cheval. Les fibres afférentes viennent du côlon, du rectum, de la peau péri-anale et du sphincter externe lui-même. Les fibres efférentes quittent le noyau d'Onulf, situé dans la moelle sacrée, vers les nerfs pudendaux. Ceci explique la prédominance des fibres musculaires de type I (aptes à la contraction tonique). Le sphincter externe est responsable d'environ 20 % de la pression de repos. La commande volontaire, sous contrôle cortical frontal, fait intervenir les racines S2, S3, S4. Durant la contraction volontaire, le SE est capable de doubler la pression intracanalaire pendant environ une minute. Une augmentation d'activité survient également de façon réflexe lors des efforts physiques et lors des efforts de toux par exemple. Enfin, il faut souligner le rôle de l'angulation ano-rectale de 90 en arrière, liée au tonus du muscle pubo-rectal, permettant à la paroi antérieure du rectum de s'appuyer sur sa paroi postérieure (flap-valve). Ce dernier mécanisme ne semblerait fonctionnel qu'en cas de vacuité rectale.

La sensibilité du canal anal joue également un rôle important dans la continence. Contrairement à la muqueuse rectale qui est insensible, la muqueuse du canal anal et de la zone intermédiaire est riche en terminaisons nerveuses sensitives permettant l'analyse fine et discriminante du contenu rectal (gaz, liquide, solide). Les bulbes de Krause sont sensibles à la température, les corpuscules de Meissner au toucher léger, et les corps de Paccini et de Golgi-Mazzoni sont sensibles à la tension pariétale et à la pression. Ces informations sensitives empruntent le nerf pudendal. Elles sont indispensables à la mise en jeu des réflexes sphinctériens.

Les réflexes recto-anaux

Le réflexe recto-anal inhibiteur (RRAI)

L'arrivée des matières (ou la distension d'un ballonnet rectal) provoque une relaxation du sphincter interne. L'amplitude et la durée de la relaxation sont proportionnelles au volume distendeur. Ce réflexe n'est pas sous le contrôle de la volonté et met en jeu des phénomènes intra-muraux et des médiateurs non adrénergiques non cholinergiques (NO). Il est modulé par le système parasympathique : la stimulation des nerfs pré-sacrés entraîne un RRAI. Ce réflexe est absent par définition dans la maladie de Hirschsprung, il est anormal en cas de méningocèle. Il permet le contact des matières rectales avec la partie haute du canal anal, siège de la sensibilité discriminative.

Le réflexe recto-anal contracteur (RRAC)

L'arrivée des matières (ou la distension d'un ballonnet rectal) provoque une contraction du sphincter externe à la partie basse du canal anal. Ce réflexe est acquis lors de l'apprentissage de la propreté, il disparaît pendant le sommeil. Ce n'est pas un réflexe spinal, il est largement sous contrôle volontaire.

Ces deux réflexes, RRAC et RRAI, forment le réflexe d'échantillonnage (sampling reflex) qui permet, conjointement à la compliance rectale, de différer la défécation.

Les mécanismes de la défécation

Au moment du remplissage rectal, apparaît une sensation de besoin à partir d'un volume de 50 cm3 (volume seuil de besoin, VSB), ce besoin devenant difficilement supportable au-delà de 300 à 350 cm3 (volume maximum tolérable, VMT). L'augmentation de la pression intra-rectale trouve son origine dans deux mécanismes : le réflexe recto-rectal contracteur déjà cité, et la pratique de la manouvre de Valsalva. Cette augmentation de pression induit un réflexe recto-anal inhibiteur. Parallèlement, l'ouverture de l'angle ano-rectal est la conséquence du relâchement du pubo- rectal, de la position accroupie, et d'une certaine descente du périnée. L'inversion du gradient de pression entre le rectum et l'anus permet l'évacuation des matières du rectum et du sigmoïde. Le passage des selles par l'anus stimule le réflexe ano-colique, et entraîne une vidange du colon gauche (réflexe utilisé chez le paraplégique). L'évacuation du rectum, lors d'une défécation, est en principe quasi totale ou au moins supérieure à 80% de son contenu. La qualité de la vidange rectale peut être modifiée, entre autre, par la taille et la consistance des matières : les selles de faible volume sont plus difficiles à évacuer. À la fin de la défécation, le SE se contracte et retrouve son tonus de repos, de même que le SI, rétablissant le gradient de pression.