大便出血并伴有肛门疼痛，可能是以下原因引起：
1.肛裂：
病因：肛裂是肛管皮肤全层纵行裂开后形成的感染性溃疡，主要与肛管局部缺血、感染等因素有关。
原理：肛管表面的皮肤和黏膜由自主神经支配，痛觉敏感，肛裂患者在排便时，干结的粪便会直接摩擦受损的肛管皮肤，引起剧烈疼痛；同时，肛管裂口受到粪便污染，容易发生感染，进一步加重疼痛。
2.痔疮：
病因：痔疮是肛垫病理性肥大、移位及肛周皮下血管丛血流淤滞形成的团块。
原理：内痔和混合痔通常无明显疼痛，当内痔或混合痔发生嵌顿、水肿、感染时，可出现肛门疼痛；此外，内痔或混合痔可因排便时反复脱出，导致肛门括约肌松弛，容易引起便血。
3.肛管或直肠肿瘤：
病因：肛管或直肠的良恶性肿瘤，可导致大便出血并伴有肛门疼痛。
原理：肛管或直肠肿瘤表面黏膜溃破、感染时，可出现肛门疼痛；肿瘤破溃后，还会引起大便出血，且出血量通常较多，颜色暗红。
此外，肛管或直肠的其他疾病，如肛瘘、直肠炎等，也可能导致类似症状。
总之，大便出血并伴有肛门疼痛的原因较为复杂，可能是良性疾病，也可能是恶性肿瘤。因此，如果出现这种症状，建议及时就医，进行相关检查，如肛门指诊、肛门镜检查、结肠镜检查等，以明确诊断，并采取相应的治疗措施。