Upper esophageal sphincter（UES）は、咽頭の下端にあり食道への入り口を守ることから、下咽頭括約筋とも呼ばれる。 その働きは大きく分けて2つあります。 (1)呼吸時に空気が食道に入るのを防ぐ、(2)食道内容物が咽頭へ逆流するのを防ぎ、気道の誤嚥を防止する。 機能的には、垂直方向に3〜4cm広がる高圧ゾーンとして認識するのが最も適切である。 解剖学的には輪状軟骨の裏側に位置するが、その上下に広がっている。 輪状咽頭がUES高圧帯の主要な構成要素であることは一般に知られているが、甲状咽頭（下咽頭収縮筋の一部）と頸部食道もそれぞれ近位と遠位で高圧帯に寄与している。 同時に、圧力や透視画像の研究から、UES高圧帯のピーク圧力は輪状咽頭筋の上方に位置することが分かっている（図6）。 さらに、輪状咽頭筋の幅は1cmしかないが、UESの圧力帯は3～4cmもある。 したがって、UES圧を完全に除去するためには、下咽頭収縮筋、輪状咽頭筋、頸部食道筋にまたがる長さ5～6の切開が必要となる（ヒトではスリーブセンサーで測定）。 甲状咽頭筋の線維は斜めに（pars obliques）、輪状咽頭筋は水平に（pars profundus）配置されてUESを形成している（図7）。 輪状咽頭の筋繊維には遅筋（酸化型）と速筋（解糖型）があるが、遅筋が優位である。 UES高圧部の急速な反射性収縮に関与する緊張性収縮には遅筋が、位相性収縮には速筋が寄与している可能性が最も高い。 筋量の40％はコラーゲンと弾性組織（内膜組織）によって担われており、UESは、非コンプライアント性の輪状軟骨がその前部を形成しているものの、機能的にはかなりコンプライアンスに富んでいると思われる。 輪状咽頭筋は輪状軟骨から発生し、咽頭をC字型に回り込み、再び輪状軟骨に挿入される（同じ構造物に発生と挿入があるユニークな筋肉）。 ほとんどの骨格筋は、最適筋長と呼ばれる長さで最大限の力を発生します。 しかし、UES筋の生体内での稼働長は、最適筋長よりかなり短い（1.7倍）。 その結果、マノメトリープローブの直径が大きくなるほど、UES圧の測定値は大きくなる。 UES筋には筋紡錘は存在しないが、運動ニューロンが筋緊張を監視することができるゴルジ腱様構造は存在する。
図6
マノメーターとビデオ透視を組み合わせた研究に基づく個々の咽頭筋に対するUEHPZの位置に関する3種類の研究から収集したデータ。 なお、ヒトのUEHPZのピーク圧は、頭部を安静にしているとき (more…)
図7
UESの嚥下および腹鳴時の軌跡。 開いている円は、ビデオ透視で観察されたUESの開口部を示す。 嚥下時の舌骨の動きは常に上方、前方、反時計回りであったが、腹鳴時の動きは主に前方であった（詳細）
UES は舌咽神経、迷走神経枝、頸部神経節からの交感神経によって神経支配されている。 迷走神経は，咽頭神経，上喉頭神経，反回喉頭神経への分岐を経て，UESの主要な運動神経となっている。 これらの神経はすべて、筋線維に侵入する前に咽頭神経叢を形成しています。 迷走神経遠心性線維の神経細胞体は、曖昧核に位置しています。 これらの領域で感覚神経の末端を形成する特別な構造があるかどうかは不明である。求心性神経は結節および頸部神経節細胞に達し、そこから孤束核 (NTS) に進み、脳幹の網様体を通じて、または直接曖昧核の運動ニューロンに伝達される。 交感神経はこの部位の粘膜腺と血管に供給し、おそらく何らかの感覚情報を伝える。 運動神経板上にあるニコチン受容体を介して作用するアセチルコリンは、UES筋の主要な神経伝達物質である。 しかし、他の神経ペプチド、カルシトニン遺伝子関連ペプチド、神経ペプチドY、サブスタンスP、血管作動性腸ポリペプチド、およびガラニンがこの領域に存在し、それらの機能はおそらく血流の制御に関係していると考えられる。 周方向の非対称性に加え、UES圧は軸方向の非対称性もある。 前方圧力のピークは後方圧力よりも頭側に位置する。 喉頭摘出術はUES圧の非対称性を減少させる。 UES圧の正常範囲は30-200mmHg（サイドホールマノメトリーまたは固体トランスデューサ）、30-110mmHg（スリーブセンサ）と非常に広い範囲である。 従って、安静時圧の測定は臨床研究において有用なパラメータではない。 UES圧は非常に不安定で、圧力測定のstation pull-through techniqueよりもrapid pull-throughで高くなり、覚醒状態では減少し、睡眠や麻酔でほとんど消失する。 心理的ストレスや不安もUES圧を著しく上昇させ、加齢に伴いUES圧とそのコンプライアンスは低下する。 吸気と発声は UES 圧を増大させる。 UES には多くの気道消化器保護反射が働いている。 (1) 咽頭喉頭反射：咽頭反射の一部であり、咽頭刺激により UES 圧を上昇させる。 咽頭喉頭反射は、UESの真上に微量の水を注入することで誘発することができる。 (2) 食道-上体反射には興奮性と抑制性がある。 風船や空気で食道を膨張させるとUESが反射的に収縮する(近位側の膨張が遠位側より大きい)。 空気や長い円筒形のバルーンを急速に注入するとUESが弛緩し、これは腹鳴に重要である。 胃食道逆流に伴う食道内の圧力変化の速さが、食道の膨張に反応してUESが弛緩するか収縮するかを決定する主な要因であると思われる。 特に立位での空気の食道への逆流は、UESの弛緩と関連している。 一方、液体の逆流は食道内圧の上昇に伴い、反射的にUESの収縮を引き起こす。 逆流や嘔吐の場合も同様で、食道内圧が急速に上昇するため、UESの弛緩を引き起こす。 食道内の酸がUESに及ぼす影響については、最新の知見では有意な影響はないとされているが、相反する結果が得られている
飲み込みによるUESの弛緩はボーラス量に直接関係するが、0.32～0.5秒持続する。 (1)曖昧核の運動ニューロンの緊張性放電の停止、(2)舌骨上筋の収縮による舌骨、輪状咽頭、UESの前方および上方への持ち上げ、である。 運動ニューロン放電の停止は、輪状咽頭筋と甲状咽頭筋のEMG活動の停止として見られるUESの弛緩を引き起こす。 これらの筋のEMG活動の停止後、10-15mmHgのUES圧が残存するのは、筋とその周辺構造の粘弾性特性によるものである。 この残留UES圧は、舌骨上筋（顎舌骨と筋舌骨）の収縮によりUESにかかる上方（2.5cm）と前方（0.75cm）の力強い伸張によって消失し、UESは開口することになります。 UESの開口範囲は、ボーラス量とボーラス圧に関連している。 嚥下時のUESは、ボーラスをつかむために上昇し、ボーラスとともに下降するため、grabberと表現される。 UES弛緩・開口障害に関連した嚥下障害を持つ患者において、舌骨上筋を強化する理学療法（Mendelsohn maneuver）は、UES弛緩・開口機能を改善させる … UESの弛緩と開放は腹鳴時にも起こりますが、輪状軟骨とUESの動きの軌跡は嚥下時とは異なっています。 腹鳴時には、舌骨下筋の収縮に伴いUESが主に前方（口腔内方向ではない）に移動することから（図7）、この2つのイベント時には異なる筋群が活性化されることが示唆された
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