De bovenste slokdarmsfincter (UES) wordt ook wel de inferieure faryngeale sfincter genoemd, omdat hij zich aan het onderste uiteinde van de keelholte bevindt en de toegang tot de slokdarm bewaakt. Hij heeft twee belangrijke functies: (1) voorkomen dat lucht in de slokdarm komt tijdens de ademhaling en (2) voorkomen dat de slokdarminhoud terugstroomt in de keelholte om aspiratie van de luchtweg te voorkomen. Het is functioneel het best herkenbaar als een hogedrukgebied dat zich in verticale richting uitstrekt over een lengte van 3-4 cm. Anatomisch gezien bevindt het zich achter het cricoïdkraakbeen, maar het strekt zich zowel boven als onder het kraakbeen uit. Hoewel men het er algemeen over eens is dat de cricopharyngeus een belangrijke bijdrage levert aan de UES hoge-druk zone, dragen de thyrofaryngeus (deel van de inferieure faryngeale constrictor) en de cervicale oesofagus er ook aan bij, respectievelijk in het proximale en distale bereik. Tegelijkertijd blijkt uit druk- en fluoroscopische beeldvormingsstudies dat de piekdruk van de UES hogedrukzone zich boven de musculus cricopharyngeus bevindt (figuur 6). Bovendien is de cricopharyngeus slechts 1 cm breed, maar de UES-drukzone is 3-4 cm lang. Bijgevolg, een chirurgische incisie van 5-6 in lengte , die zich uitstrekt over inferieure faryngeale constrictor, cricopharyngeus, en cervicale slokdarmspier, is vereist om volledig te ableren de UES druk (zoals gemeten door de Sleeve sensor bij de mens ). Vezels van de thyropharyngeus zijn schuin geplaatst (pars obliques) en de cricopharyngeus horizontaal (pars profundus) om de UES te vormen (figuur 7). De spiervezels van de cricopharyngeus hebben zowel langzame (oxidatieve) als snelle (glycolytische) type vezels, hoewel de langzame de overhand hebben. De langzame vezels dragen waarschijnlijk bij tot de tonische en de snelle vezels tot de fasische contracties die betrokken zijn bij de snelle reflexcontracties van de UES hogedrukzone. Veertig procent van de spiermassa wordt bijgedragen door het collageen en elastisch weefsel (endomysiaal weefsel), en men gaat ervan uit dat de UES functioneel behoorlijk compliant is, ook al vormt het niet-compliant cricoïdkraakbeen de anterieure omvang ervan. De Cricopharyngeus ontspringt uit het cricoïdkraakbeen, maakt een lus rond de keelholte op een C- of “hoefijzervormige” manier, en wordt weer in het cricoïdkraakbeen gestoken (unieke spier die zijn oorsprong en insertie in dezelfde structuur heeft). De meeste skeletspieren genereren maximale kracht bij wat wordt aangeduid als de optimale spierlengte. De in vivo operationele lengte van de UES-spier is echter aanzienlijk korter dan de optimale lengte (1,7 maal) . Als gevolg hiervan is de gemeten UES-druk groter naarmate de diameter van de manometriesonde groter is. Spierspoeltjes zijn afwezig in de UES-spier, maar een Golgi-peesachtige structuur, waardoor motorneuronen de spiertonus kunnen controleren, is wel aanwezig .
FIGUUR 6
Gegevens verzameld uit drie verschillende studies van de positie van de UHPZ ten opzichte van individuele faryngeale spieren, gebaseerd op gecombineerde manometrische en videofluoroscopische studies. Merk op dat de piekdrukken van de UEHPZ bij mensen in rust met het hoofd (meer…)
FIGUUR 7
Traject van UES bij slikken en oprispen. Open cirkels geven de opening van de UES aan, geobserveerd door videofluoroscopie. Hoewel de beweging van het tongbeen tijdens het slikken onveranderlijk opwaarts, voorwaarts en tegen de klok in was, was de beweging tijdens het oprispen voornamelijk anterieur (meer…)
De UES wordt geïnnerveerd door de glossopharyngeale, takken van de nervus vagus, ansa cervicalis, en sympatische zenuwen (van het cervicale ganglion). De nervus vagus is, via zijn faryngeale, superieure laryngeale en recurrente laryngeale zenuwtakken, de belangrijkste motorische zenuw van de UES. Al deze zenuwen vormen een faryngeale plexus alvorens door te dringen in de spiervezels. De zenuwcellichamen van de vagale efferente vezels bevinden zich in de nucleus ambiguus. Het is niet duidelijk of er speciale structuren zijn die de sensorische zenuwuiteinden in deze gebieden vormen, afferente zenuwen reizen naar nodose en jugularis ganglion cellen en gaan van daaruit naar de nucleus tractus solitaries (NTS), die op zijn beurt communiceert via de reticulaire formatie van de hersenstam of rechtstreeks naar de motor neuronen van de nucleus ambiguus. Sympatische zenuwen voeden de slijmklieren en bloedvaten in de regio en dragen waarschijnlijk enige zintuiglijke informatie over. Acetylcholine, dat werkt via de nicotinereceptoren op de motorische zenuwplaat, is de belangrijkste neurotransmitter van de UES-spieren. Andere neuropeptiden, calcitonine-gen-gerelateerd peptide, neuropeptide Y, substance P, vasoactief intestinaal polypeptide, en galanine zijn echter aanwezig in de regio, en hun functie is waarschijnlijk gerelateerd aan de controle van de bloedstroom.
De UES druk is overwegend verdeeld in de anterior-posterior richtingen; de laterale druk is ongeveer 33% van de anterior-posterior druk. Naast circumferentiële asymmetrie is er ook axiale asymmetrie van de UES-druk. De piek anterior druk is meer craniaal gelokaliseerd dan de piek posterior druk. Laryngectomie vermindert de asymmetrie van de UES druk. Het normale bereik van de UES druk is vrij groot, 30-200 mm Hg (side-hole manometrie of solid-state transducer) en 30-110 mm Hg (sleeve sensor). Daarom is het meten van de druk in rusttoestand geen nuttige parameter in klinische studies. De UES-druk is uiterst labiel; hij is hoger bij de snelle doortrektechniek dan bij de stationaire doortrektechniek van drukmeting, neemt af bij afname in de waaktoestand, en verdwijnt bijna bij slaap en anesthesie. Psychologische stress en angst verhogen ook de UES druk aanzienlijk, en met het ouder worden is er een afname van de UES druk en zijn compliance . Inspiratie en fonatie verhogen de UES druk. Een aantal aerodigestieve beschermende reflexen zijn werkzaam in de UES. (1) De faryngoglottale reflex, die deel uitmaakt van de kokhalsreflex en resulteert in verhoging van de UES-druk bij faryngeale stimulatie. Deze kan worden opgewekt door injectie van kleine hoeveelheden water vlak boven de UES. (2) De oesofagus-UES reflexen kunnen zowel excitatoir als inhibitoir zijn. Distensie van de slokdarm met een ballon of lucht veroorzaakt reflexcontractie van de UES (proximale distensie groter dan de distale). Snelle injectie met lucht of een lange cilindrische ballon veroorzaakt ontspanning van de UES, wat belangrijk is bij oprispingen. Het lijkt erop dat de snelheid van de drukverandering in de slokdarm, die gepaard gaat met gastro-oesofageale reflux, in belangrijke mate bepaalt of de UES ontspant of samentrekt als reactie op een distensie van de slokdarm. Luchtreflux in de slokdarm, vooral in rechtopstaande positie, wordt geassocieerd met ontspanning van de UES. Aan de andere kant, vloeistof reflux, geassocieerd met langzame toename van de slokdarm druk induceert reflex UES contractie. Hetzelfde kan gelden voor regurgitatie en braken, waarbij de druk in de slokdarm vrij snel toeneemt en de UES ontspant. Bevindingen met betrekking tot het effect van zuur in de slokdarm op de UES hebben tegenstrijdige resultaten opgeleverd; ook al is het laatste woord dat het geen significant effect heeft.
Slik-geïnduceerde ontspanning van de UES duurt 0,32-0,5 seconden, afhankelijk van het bolusvolume, dat direct gerelateerd is aan het bolusvolume. Twee verschillende gebeurtenissen zijn verantwoordelijk voor de slik-geïnduceerde ontspanning van de UES: (1) het stoppen van tonische ontladingen van de motor neuronen van de nucleus ambiguus en (2) anterior en superior lift van het hyoid, cricoids, en UES door de contractie van suprahyoid spieren. Het stoppen van de motor neuron ontladingen veroorzaakt ontspanning van de UES, wat wordt gezien als het stoppen van de EMG activiteit in de cricopharyngeus en thyropharyngeus spieren. Een residuele UES druk van 10-15 mm Hg, na het stoppen van de EMG activiteit in deze spieren, is te wijten aan de visco-elastische eigenschappen van de spier en de omliggende structuren. De residuele UES druk wordt weggenomen door een krachtige superieure (2,5 cm) en anterieure (0,75 cm) rek die op de UES wordt uitgeoefend door contractie van suprahyoid spieren (geniohyoid en mylohyoid), wat resulteert in de opening van de UES. De mate van opening van de UES is gerelateerd aan het bolusvolume en de bolusdruk. De UES tijdens het slikken wordt beschreven als een grijper, omdat hij omhoog gaat om de bolus te grijpen en vervolgens met de bolus naar beneden gaat. Fysiotherapie gebruikt om de suprahyoid spieren te versterken (Mendelsohn manoeuvre) verbetert de UES ontspanning en opening functie bij patiënten met dysfagie gerelateerd aan de UES ontspanning en opening disfunctie. Ontspanning en opening van de UES vindt ook plaats tijdens oprispingen, maar het traject van beweging van het cricoïd kraakbeen en de UES is anders dan bij slikken. Bij oprispingen beweegt de UES meestal in de anterieure richting (niet in de orale richting) gerelateerd aan de contractie van de infrahyoid spieren (figuur 7), wat suggereert dat verschillende sets van spieren worden geactiveerd tijdens deze twee gebeurtenissen.