Пищевод — простой полый орган, всегда остающийся пустым, несмотря на прием пищи и рефлюкс. В процесс продвижения пищи до пищевода вовлекаются ротовая полость, глотка и гортань, при этом попадание пищи в воздухоносные пути невозможно (рис. 2-1). Стенки верхних отделов глотки имеют три группы констрикторных мышц — верх-нюю, среднюю и нижнюю. Данные констрикторы совместно с мышцами гортани предна-значены для поднятия гортани от входа в пищевод, при этом мышцы средней и нижней части глотки сокращаются в заднепереднем направлении. Эти мышцы имеют плотную иннервацию, аналогичную по степени плотности иннервации окологлазных мышц (отно-шение нервных волокон к мышечным составляет от 1 : 2 до 1 : 6), что обеспечивает исключительно хорошую регуляцию. Центральный контроль и рефлекторная активация нейронов определяет последовательность мышечных сокращений и акт глотания.
Глотание — нейромышечная реакция с произвольным и непроизвольным компонентом (рис. 2-2). В среднем человек глотает 600 раз в сутки (200 раз во время еды, 50 раз во время сна, 350 раз в остальное время), преимущественно бессознательно. Наличие жидкой или твердой пищи в ротовой полости очень важно для процесса гло-тания, поскольку трудно глотать при совершенно пустой ротовой полости. Процесс глотания можно разделить на две фазы: ротовую и глоточную. Ротовая фаза преиму-щественно произвольная. Полость рта закрывается спереди губами, по центру языка формируется пищевой комок, и далее происходит его проталкивание назад до твердо-го неба. При этом в процессе глотания язык обеспечивает до 80 % энергии, требуе-мой для транспорта пищевого комка до пищевода. С задней поверхности языка пище-вым комком запускается рефлекторный ответ глотки и последующие движения являются преимущественно непроизвольными. Рефлек
Рис. 2-1. Анатомия глотки. Глотка условно делится на три сегмента. (1) Носоглотка, которая не является частью пищеварительного тракта. М. levator veli palatini и m. tensor veli palatini закрывают глотку для предотвращения регургитации при глотании. (2) Верхняя часть глотки, где начинается пищеварительный и респираторный тракт. Ее основное предназначение — смещение глотки вверх и вперед. (3) Нижняя часть глотки наиболее важна в проталкивании пищевого комка и для движения его через верхний пищеводный сфинктер (rn. cricopharyngeus и m. constrictor pharyngeus inferior). (По: Yamada Т., Alpers D. H., Ovvyang С., Powell D. W., Silverstein F. E., eds. Textbook of Gastroenterology, 2nd ed. Philadelphia: J. B. Lippincott, 1995: 160.)
торный ответ глотки состоит из 5 фаз и происходит в течение 1 с. Первая фаза — закрытие носоглотки в результате сокращения мягкого неба. Это предотвра-щает попадание комка в носовую полость и способствует его эффективному продвижению в нижние отделы глотки. Вторая фаза — передневерхнее смещение гортани, что предупреждает аспирацию. Чтобы и далее исключить попадание пищи в гортань, по-следняя закрывается надгортанником, истинными и ложными голосовыми связками, об-разуя форму закрытой чаши (третья фаза). Расслабление верхнего пищеводного сфинктера происходит после закрытия и смещения гортани и составляет четвертую фазу. Верхний сфинктер пищевода состоит из нижнего участка m. constrictor pharyngeus inferior и m. cricopharyngeus. Эти мышцы постоянно сокращены за счет непрерывной нервной стимуляции. Прекращение нейрональной активности вызывает снижение мышечного тонуса на 90 % вследствие прекращения нейрональной импульса-ции (10 % мышечного тонуса составляет базальный мышечный тонус). Последней фазой глотания является стимуляция сокращения глотки с последующим пассажем комка в открытый пищевод. Сфинктер прежде всего сокращается в переднезаднем направлении и образует щелеобразную конфигурацию
Рис.2-2. Координация групп мышц. Мышцы группы А необходимы для защиты носоглотки от ретроградного пассажа пищевого комка. Мышцы группы В смещают гортань вверх от пути прохождения пищевого комка, в то время как группы мышц С, D и Е участвуют в смещении гортани вперед. Эти мышцы являются основными в процессе открытия В ПС. Проталкивание пищевого комка производится в основном языком, с небольшим участи-ем мышц нижнего отдела глотки. (По: YamadaT., А1pers D. H., Owyang С., Роwell D. W., Silverstein F. Е., eds. Textbook of Gastroenterology, 2nd ed. Philadelphia:.!. B. Lippincott, 1995: 123.)
в форме «С» вокруг перстневидного хряща гортани. Тонус верхнего пищевод-ного сфинктера (ВПС) снижается во время сна и в этот период поддерживается толь-ко базальным мышечным тонусом, чтобы сфинктер находился в закрытом состоянии. Однако ВПС моментально реагирует на дыхание, фонацию, положение головы, растяжение, стимуляцию и напряжение, что защищает пищевод и воздухоносные пути.
Все стадии глотания зависят от характера пищевого комка. Для твердого пищевого комка требуется большее открытие ВПС и более сильное сокращение глотки. Для жидкой пищи — меньшее открытие ВПС и меньшая степень сокращения глотки. Кро-ме того, от размера и консистенции пищевого комка зависит продолжительность от-крытия ВПС. Для прохождения большого и твердого комка необходимо большее время открытия. Закрытие сфинктера совпадает с распространением сокращения по глотке, и тонус ВПС после глотка больше, чем его базальный тонус, что предотвращает рет-роградный пассаж комка. Ретроградный выход газов (отрыжка) запускает расслабле-ние ВПС растяжением тела пищевода, и продолжительность расслабления соответству-ет времени полного прохождения газов. Растяжение пищевода газом или баллоном вы-зывает расслабление ВПС, аналогичное естественному при отрыжке.
Пищевод представляет собой 20—22-сантиметровую мышечную трубку, стенки ко-торой состоят из гладкой и поперечнополосатой мускулатуры: проксимальный отдел пищевода (5 %) состоит только из поперечнополосатой мускулатуры, в то время как средний его участок (35—40 %) содержит оба типа мышц; 50—60 % пищевода — дис-тальная часть, включая нижний пищеводный сфинктер (НПС), имеет только гладкую мускулатуру. В отличие от других отделов желудочно-кишечного тракта, пищевод не имеет серозной оболочки. Внешняя иннервация пищевода осуществляется через блуж-дающий нерв. Тела мотонейронов для поперечнополосатой мускулатуры пищевода нахо-дятся в n. ambiguus, в то время как тела нейронов, иннервирующих гладкую муску-латуру, находятся в задних двигательных ядрах n. vagus. Эти нейроны связаны с собственными нервными сплетениями пищевода, находящимися между продольным и цир-кулярным мышечными слоями. Данные сплетения более многочисленны в отделах пище-вода с гладкой мускулатурой, чем с поперечнополосатой, но в целом их меньше в пищеводе, чем в других отделах желудочно-кишечного тракта. Нервные сплетения в подслизистом слое (сплетение Мейснера) в пищеводе почти не встречаются.
Перистальтика пищевода возникает сразу после того, как сокращение, начинающееся с глотки, пройдет через ВПС. Средняя скорость перистальтики — 2—4 см/с. Первичная перистальтика стимулируется глотанием, в то время как вторичная — за-пускается растяжением пищевода дистальнее области растяжения. Перистальтика в отсутствии внешней иннервации называется автономной, предполагая тем самым, что она может инициироваться только на интрамуральном уровне.
Другая особенность механизма перистальтики — способность угнетаться при глотании. Второй глоток полностью угнетает прохождение первого, если начинается до того, как первый глоток проходит часть пищевода, имеющую поперечнополосатую мускулатуру. Если первый глоток достигает дистальных отделов пищевода в момент второго глотка, то перистальтика первого глотка угнетается только частично. Ко-роткие повторные глотательные движения вызывают полное угнетение пищевода с рас-слаблением НПС. Нормальная перистальтика возможна лишь при медленных глотках и полном освобождении пищевода от предыдущего пищевого комка.
Механику перистальтики можно наблюдать в виде четких волн при бариевом ис-следовании пищевода. Продвижение бария по пищеводу происходит со скоростью, со-ответствующей манометрически измеренной скорости сокращения. Давление в пищево-де, необходимое для его эффективного опустошения, повышается по мере приближения комка к дистальному отделу пищевода. Кроме того, для эффективного прохождения твердого пищевого комка необходимо более высокое давление. И хотя жидкости в дистальных отделах пищевода проходят преимущественно под действием силы тяжести, для нормального пассажа любого пищевого комка требуется интактная перистальтиче-ская функция.
Физиологические механизмы контроля за сокращением поперечнополосатой мускулатуры пищевода осуществляются главным образом возбуждающим действием блуждающего нер-ва; последовательная иннервация стимулирует нормальный процесс перистальтики (рис. 2-3). Экспериментальные исследования, в которых использовалась перерезка блуждающего нерва и реанастомоз дистального сегмента нерва с эфферентными нерва-ми поперечнополосатой мускулатуры, показали последовательные спайк-разряды во время перистальтики поперечнополосатых отделов мышц пищевода. При прохождении через пищевод большого или твердого пищевого комка афферентные волокна, идущие от пищевода, повышают активность блуждающего нерва. Эти данные подтверждают, что поперечнополосатый мышечный слой пищевода управляется центральными нервными структурами аналогично мускулатуре верхних отделов глотки.
Перистальтика гладкой мускулатуры пищевода отличается от перистальтики по-перечнополосатой за счет различий в иннервации для каждой группы мышц. В основ-ном поперечнополосатые мышцы иннервируются блуждающим нервом без участия регуля-ции интрамуральными сплетениями. Регуляция сокращения поперечнополосатых мышц берет начало в центральных структурах нервной системы. Хотя центральный механизм присутствует и в регуляции гладких мышц, полная центральная денервация не пре-кращает перистальтику. Вагусная регуляция является важной для изменения реакции через чувствительные окончания, вызывая более сильные перистальтические волны, если пищевой комок большой или плот
Рис. 2-3. Поперечнополосатые мышцы пищевода имеют регулируемую центральными отделами нервной системы последовательность сокращений от проксимального отдела к дистальному. Этот центральный ответ хорошо ви-ден, когда вагусная стимуляция без учета центральной нервной системы вызывает одновременное сокращение всей поперечнополосатой мускулатуры пищевода. После прекращения вагусной стимуляции, гладкая мускулату-ра начинает перистальтировать. Эти данные говорят о начальном угнетении интрамуральных нейронов вагусным влиянием, за чем следует перистальтика, стимулированная либо нервами, либо мышцами, активность которых отсрочена. (По: Yamada Т., Alpers D. H., Owyang С., Powell D. W., Silverstein F. E., eds. Textbook of Gastroenterol-ogy, 2nd ed. Philadelphia:
J. B. Lippincott, 1995: 129.)
ный. Вторичная перистальтика вызывается растяжением пищевода и регулиру-ется с помощью афферентной регуляции через блуждающий нерв, поэтому при его пе-ререзке этот вид перистальтики нарушается.
Внутренний контроль перистальтики гладкой мускулатуры осуществляется раз-ветвленной интрамуральной сетью. Участие интрамуральной сети в регуляции пери-стальтики подтверждается тем, что после перерезки блуждающего нерва перистальтика сохраняется. Эта сеть содержит как возбуждающие, так и угнетающие нейроны. Возбуждающие нейроны стимулируют сокращение продольных и циркулярных мышечных слоев через холинергические М2-рецепторы. Ингибирующие нейроны преиму-щественно локализуются в циркулярном мышечном слое и угнетают сокращение через нехолинергические и неадренергические нейротрансмиттеры. Основными тормозными нейротрансмиттерами считаются вазоактивный интестинальный пептид и оксид азота. Холинергическая стимуляция возбуждающих нейронов происходит через никотиновые рецепторы, в то время как нехолинергическое и неадренергическое возбуждение мо-жет осуществляться через никотиновые и мускариновые (M1 ) рецепторы. Оба типа нейронов иннервируют тело пищевода и нижний эзофагальный сфинктер. Более тонкие механизмы, ответственные за перистальтику пищевода, до сих пор неизвестны. Выяв-лено, что электрическая стимуляция пищевода вызывает вначале угнетение всей мус-кулатуры пищевода с последующим выраженным сокращением, напоминающим перисталь-тическую волну, после прекращения стимуляции. Перистальтика вызывается последо-вательной деполяризацией интрамуральных нейронов, распространяющейся вниз по пищеводу. Перистальтика пищевода, вызванная электрической стимуляцией, не идентична физиологической перистальтике, инициированной глотанием. При электрической стимуляции отсутствует обязательная центральная регуляция гладкой мускулатуры пищевода через блуждающий нерв, которая вызывает последовательное сокращение мускулатуры пищевода от проксимального отдела к дистальному.
Исходя из современных, знаний, можно предположить, что перистальтика пище-вода регулируется преимущественно нейронально, поскольку эксперимантально выяв-лено, что воздействие тетродотоксином (ингибитор активности нейронов) нарушает перистальтику, кроме того, перистальтика начинается сверху вниз независимо от того, в какой части пищевода она возникла. Предполагается также возможная роль миогенной активности в пищеводе, независимой от нервной стимуляции, поскольку в мышечных препаратах, «денервированных» с помощью тетродотоксина, отмечались мед-ленные мышечные сокращения, напоминающие спонтанную перистальтику. Однако высо-кочастотные стимулы, к которым восприимчива только мышечная ткань пищевода, вы-зывают распространение мышечных сокращений как вверх, так и вниз. Поэтому собст-венная мышечная активность пищевода не соответствует перистальтике, стимулиро-ванной, например, глотанием. Эти собственные свойства мышц зависят от мембранно-го потенциала покоя, концентрации ионов калия и проницаемости клеточной мембраны для ионов кальция. Очевидно, что спонтанная перистальтика, стимулированная гло-танием, зависит как от центральной, так и от интрамуральной нервной регуляции; в свою очередь последняя модулируется собственным миогенным тонусом. Как и нервная регуляция, миогенная активность способствует более длительному мышечному сокра-щению гладкой мускулатуры от проксимальных к дистальным отделам пищевода.
Нижний пищеводный сфинктер (НПС) является главным барьером между кислым содержимым желудка и просветом пищевода (преимущественно щелочным). Хотя раньше предполагалось, что НПС является в основном не функциональным, а анатомическим барьером, недавние исследования выявили наличие толстого мышечного кольца, кото-рое направлено косо вверх от малой к большой кривизне желудка. Средняя длина этого кольца составляет 31 мм. Оно соответствует зоне пищевода, в которой давле-ние, измеренное манометрически, достигает максимальных значений. Кроме того, в нижний физиологический барьер пищевода входит часть правой ножки диафрагмы. До-казано, что сокращение правой ножки диафрагмы — главный механизм поддержки тону-са НПС при повышении давления в брюшной полости, что предотвращает обратный реф-люкс.
НПС является сегментом тонически сокращенных гладких мышц в дистальном от-деле пищевода длиной 3—4 см. У здоровых людей в состоянии покоя тонус НПС со-ставляет 10—30 мм рт. ст. Минимальное давление НПС определяется после приема пи-щи, максимальное — ночью. Тонус НПС преимущественно миогенный, так как он не на-рушается тетродотоксином. Поскольку тонус НПС снижается под действием атропина, можно говорить и о наличии нейрональной регуляции. Кроме того, при голодании и при приеме пищи на миогенные свойства гладких мышц НПС влияют гормоны и другие вещества.
Базальный тонус НПС угнетается при глотании, когда происходит расслабление всей гладкой мускулатуры пищевода. Расслабление НПС стимулируется блуждающим нервом через преганглионарные холинергические волокна и постганглионарные нехо-линергические и неадренергические нервные волокна. Механизмы, способствующие расслаблению НПС, идентичны тем, что угнетают всю гладкую мускулатуру пищевода. Нехолинергический и неадренергический нейротрансмиттер, передающий этот сигнал, еще неизвестен, но предполагается, что им могут быть вазоактивный интестинальный полипептид, пептид гистидинизолейцин и оксид азота. Учитывая, что все три веще-ства потенциально участвуют во многих механизмах, действие каждого из них или их сочетанное действие может быть очень важным. Роль диафрагмы в расслаблении НПС также очень важна, поскольку во время расслабления НПС волокна ножки диафрагмы не проявляют электрическую активность, в то время как купол диафрагмы сохраняет свой тонус. Рефлекс угнетения тонуса ножек диафрагмы исчезает при ваготомии.
Другой феномен был выявлен во время исследований механизмов гастроэзофагального рефлюкса. Dent и соавторы установили, что гастроэзофагальный реф-люкс имеется и при нормальном базальном тонусе НПС у здоровых людей при его транзиторном расслаблении, не связанном с глотанием. У больных с эзофагитом час-тота транзиторного расслабления нижнего пищеводного сфинктера, сочетающегося с кислым рефлюксом, значительно выше, чем у здоровых людей. Преходящие расслабле-ния НПС являются главным механизмом выхода воздуха при отрыжке. Поэтому данный феномен расценивают как физиологический. Растяжение желудка сочетается с выра-женным расслаблением НПС. Некоторые исследователи рассматривают транзиторное расслабление НПС как проявление неполноценного акта глотания. Доминирует точка зрения, что транзиторное расслабление НПС, не связанное с глотанием, имеет важ-ное значение для процесса выхода газов из желудка после приема пищи.