Der obere Ösophagussphinkter (UES) wird auch als unterer Pharynxsphinkter bezeichnet, da er sich am unteren Ende des Pharynx befindet und den Eingang in die Speiseröhre bewacht. Er hat zwei Hauptfunktionen: (1) Er verhindert, dass während der Atmung Luft in die Speiseröhre gelangt, und (2) er verhindert den Rückfluss von Speiseröhreninhalt in den Pharynx, um eine Aspiration zu verhindern. Funktionell ist er am besten als eine Hochdruckzone zu erkennen, die sich in ihrer vertikalen Ausdehnung 3-4 cm erstreckt. Anatomisch gesehen befindet sie sich hinter dem Krikoidknorpel, erstreckt sich aber sowohl über als auch unter diesem. Obwohl allgemein anerkannt ist, dass der Cricopharyngeus am stärksten zur Hochdruckzone des UES beiträgt, tragen auch der Thyropharyngeus (Teil des unteren Pharyngeus constrictor) und der zervikale Ösophagus in seinem proximalen bzw. distalen Bereich dazu bei. Gleichzeitig zeigen Druck- und fluoroskopische Bildgebungsstudien, dass der Spitzendruck der UES-Hochdruckzone oberhalb des M. cricopharyngeus liegt (Abbildung 6). Außerdem ist der Krikopharyngeus nur 1 cm breit, während die UES-Druckzone 3-4 cm lang ist. Dementsprechend ist ein chirurgischer Schnitt von 5 bis 6 cm Länge, der sich über den unteren Pharynxkonstriktor, den Cricopharyngeus und den zervikalen Ösophagusmuskel erstreckt, erforderlich, um den UES-Druck (wie vom Sleeve-Sensor beim Menschen gemessen) vollständig abzutragen. Die Fasern des Thyropharyngeus sind schräg (pars obliques) und die des Cricopharyngeus horizontal (pars profundus) angeordnet, um das UES zu bilden (Abbildung 7). Die Muskelfasern des Krikopharyngeus bestehen sowohl aus langsamen (oxidativen) als auch aus schnellen (glykolytischen) Fasern, auch wenn die langsamen überwiegen. Die langsamen Fasern tragen höchstwahrscheinlich zu den tonischen und die schnellen Fasern zu den phasischen Kontraktionen bei, die an den schnellen Reflexkontraktionen der UES-Hochdruckzone beteiligt sind. Vierzig Prozent der Muskelmasse entfallen auf das kollagene und elastische Gewebe (Endomysialgewebe), und man geht davon aus, dass der UES funktionell recht nachgiebig ist, obwohl der nicht nachgiebige Krikoidknorpel seine vordere Ausdehnung bildet. Der Cricopharyngeus entspringt dem Krikoidknorpel, schlängelt sich C- oder hufeisenförmig“ um den Rachen und wird wieder in den Krikoidknorpel eingeführt (einziger Muskel, der seinen Ursprung und Ansatz in derselben Struktur hat). Die meisten Skelettmuskeln erzeugen ihre maximale Kraft bei der so genannten optimalen Muskellänge. In vivo ist die operative Länge des UES-Muskels jedoch deutlich kürzer als seine optimale Länge (1,7-mal). Folglich ist der gemessene UES-Druck umso größer, je größer der Durchmesser der Manometriesonde ist. Muskelspindeln sind im UES-Muskel nicht vorhanden, aber eine Golgi-Sehnen-ähnliche Struktur, durch die Motoneuronen den Muskeltonus überwachen können, ist vorhanden.
Abbildung 6
Daten aus drei verschiedenen Studien über die Position des UEHPZ in Bezug auf einzelne Rachenmuskeln, die auf kombinierten manometrischen und videofluoroskopischen Studien basieren. Man beachte, dass die Spitzendrücke der UEHPZ beim Menschen in Ruhe mit dem Kopf (mehr…)
Abbildung 7
Trajektorie des UES beim Schlucken und Aufstoßen. Offene Kreise zeigen die UES-Öffnung an, die durch Videofluoroskopie beobachtet wurde. Obwohl sich das Zungenbein beim Schlucken stets nach oben, nach vorne und gegen den Uhrzeigersinn bewegte, war seine Bewegung beim Aufstoßen hauptsächlich nach vorne gerichtet (mehr…)
Das UES wird vom Glossopharyngeus, den Ästen des Vagus, der Ansa cervicalis und dem Sympathikus (vom Ganglion cervicalis) innerviert. Der Nervus vagus ist über seine Äste des Pharynx, des N. laryngeus superior und des N. laryngeus recurrens der wichtigste motorische Nerv des UES. Alle diese Nerven bilden einen Plexus pharyngeus, bevor sie in die Muskelfasern eindringen. Die Nervenzellkörper der vagalen efferenten Fasern befinden sich im Nucleus ambiguus. Es ist nicht klar, ob es spezielle Strukturen gibt, die die sensorischen Nervenenden in diesen Regionen bilden. Afferente Nerven wandern zu Nodose- und Jugularganglienzellen und von dort weiter zum Nucleus tractus solitaries (NTS), der wiederum über die retikuläre Formation des Hirnstamms oder direkt zu den motorischen Neuronen des Nucleus ambiguus kommuniziert. Sympathikusnerven versorgen die Schleimhäute und Blutgefäße in der Region und transportieren wahrscheinlich einige sensorische Informationen. Acetylcholin, das über die Nikotinrezeptoren an der motorischen Nervenplatte wirkt, ist der wichtigste Neurotransmitter der UES-Muskeln. Allerdings sind auch andere Neuropeptide, Calcitonin-Gen-verwandtes Peptid, Neuropeptid Y, Substanz P, vasoaktives intestinales Polypeptid und Galanin in der Region vorhanden, deren Funktion wahrscheinlich mit der Kontrolle des Blutflusses zusammenhängt.
Der UES-Druck ist überwiegend in anterior-posteriorer Richtung verteilt; die lateralen Drücke betragen etwa 33 % der anterior-posterioren. Neben der zirkumferentiellen Asymmetrie gibt es auch eine axiale Asymmetrie des UES-Drucks. Der anteriore Spitzendruck liegt weiter kranial als der posteriore Spitzendruck. Eine Laryngektomie verringert die Asymmetrie des UES-Drucks. Der normale Bereich des UES-Drucks ist mit 30-200 mm Hg (Seitenlochmanometrie oder Festkörperwandler) und 30-110 mm Hg (Hülsensensor) recht groß. Daher ist die Messung des Ruhedrucks kein nützlicher Parameter in klinischen Studien. Der UES-Druck ist äußerst labil; er ist bei der Schnelldurchzugstechnik höher als bei der Stationsdurchzugstechnik der Druckmessung, nimmt im Wachzustand ab und verschwindet fast im Schlaf und bei Narkose. Psychischer Stress und Angst erhöhen den UES-Druck ebenfalls erheblich, und mit zunehmendem Alter nehmen der UES-Druck und seine Compliance ab. Inspiration und Phonation verstärken den UES-Druck. Im UES sind eine Reihe von Schutzreflexen der Atemwege wirksam. (1) Der pharyngoglottale Reflex, der Teil des Würgereflexes ist und zu einer Erhöhung des UES-Drucks bei pharyngealer Stimulation führt. Er kann durch Injektion winziger Wassermengen direkt über dem UES ausgelöst werden. (2) Die Ösophagus-UES-Reflexe können entweder erregend oder hemmend sein. Die Dehnung der Speiseröhre mit einem Ballon oder Luft führt zu einer reflexartigen Kontraktion des UES (proximale Dehnung größer als distale). Die schnelle Injektion von Luft oder eines langen zylindrischen Ballons führt zu einer Entspannung des UES, die für das Aufstoßen wichtig ist. Es scheint, dass die Schnelligkeit der Druckänderung in der Speiseröhre, die mit dem gastroösophagealen Reflux einhergeht, ausschlaggebend dafür ist, ob sich das UES als Reaktion auf die Dehnung der Speiseröhre entspannt oder zusammenzieht. Luftreflux in die Speiseröhre, insbesondere in aufrechter Position, ist mit einer Entspannung des UES verbunden. Andererseits führt ein Flüssigkeitsreflux, der mit einem langsamen Anstieg des Ösophagusdrucks einhergeht, zu einer reflexartigen Kontraktion des UES. Dasselbe gilt für Regurgitation und Erbrechen, bei denen der Druck in der Speiseröhre recht schnell ansteigt und eine UES-Entspannung bewirkt. Die Ergebnisse hinsichtlich der Wirkung von Säure in der Speiseröhre auf das UES sind widersprüchlich, auch wenn es nach neuesten Erkenntnissen keine signifikante Wirkung hat.
Die durch Schlucken induzierte Entspannung des UES dauert 0,32-0,5 Sekunden, abhängig vom Bolusvolumen, das direkt mit dem Bolusvolumen zusammenhängt. Für die schluckinduzierte Entspannung des UES sind zwei verschiedene Vorgänge verantwortlich: (1) die Beendigung der tonischen Entladungen der Motoneuronen des Nucleus ambiguus und (2) das Anheben des Zungenbeins, der Krikoide und des UES nach vorne und oben durch die Kontraktion der suprahyoiden Muskeln. Die Beendigung der Entladungen der Motoneuronen führt zu einer Entspannung des UES, die sich in einer Beendigung der EMG-Aktivität der Krikopharyngeus- und Thyropharyngeus-Muskeln zeigt. Ein verbleibender UES-Druck von 10-15 mm Hg nach Beendigung der EMG-Aktivität in diesen Muskeln ist auf die viskoelastischen Eigenschaften des Muskels und der umgebenden Strukturen zurückzuführen. Der restliche UES-Druck wird durch eine kräftige Dehnung nach oben (2,5 cm) und nach vorne (0,75 cm) abgebaut, die durch die Kontraktion der suprahyoiden Muskeln (Geniohyoideus und Mylohyoideus) auf das UES ausgeübt wird und zur Öffnung des UES führt. Das Ausmaß der UES-Öffnung hängt mit dem Bolusvolumen und dem Bolusdruck zusammen. Die UES wird während des Schluckens als Greifer beschrieben, da sie aufsteigt, um den Bolus zu greifen, und sich dann mit ihm absenkt. Physikalische Therapie zur Stärkung der suprahyoiden Muskeln (Mendelsohn-Manöver) verbessert die UES-Entspannung und -Öffnungsfunktion bei Patienten mit Dysphagie im Zusammenhang mit der UES-Entspannungs- und -Öffnungsdysfunktion. Die UES-Entspannung und -Öffnung findet auch beim Aufstoßen statt, aber die Bewegungsbahn des Krikoidknorpels und des UES unterscheidet sich vom Schlucken. Beim Aufstoßen bewegt sich das UES hauptsächlich in die anteriore Richtung (nicht in die orale Richtung), was mit der Kontraktion der infrahyoiden Muskeln zusammenhängt (Abbildung 7), was darauf hindeutet, dass während dieser beiden Vorgänge unterschiedliche Muskelgruppen aktiviert werden.