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第二节 正常吞咽的生理
一、口腔准备期
口腔准备期(oral preparatory phase)是指摄入食物到完成咀嚼的阶段,发生在口腔,主要是摄入食物、对食物进行加工处理,这一时期可以随意控制,在任何时候都可以停止。
(一)基本生理过程
在口腔准备期,食物被放置在舌上,舌的活动能力及有力的咀嚼肌配合,通过咀嚼改变食物性状,同时刺激唾液分泌。然后把通过“加工”后的食物放在适当的位置,通过强有力运动推入咽。这一时期,咽与喉处于静止状态,呼吸道开放且鼻呼吸持续存在(图2-17)。口腔准备期和口腔期的持续时间不一致。假如口部的控制和协调能力差,将导致一部分食物在吞咽开始之前就过早滑入了咽,引起误吸。
图2-17 口腔准备期吞咽的生理过程
(二)口面部肌肉的作用
在口腔准备期这一阶段,口轮匝肌是吞咽系统维持口腔功能的第一道括约肌,唇会维持闭合状态以防止食物由口漏出;颊肌收缩避免食物滞留于齿龈与面颊之间,起到了保持食团在舌面上和牙齿之间以便咀嚼的作用。周围的其他肌肉如颞肌、咬肌、翼内肌、翼外肌负责下颌骨、唇及面颊的运动。肌肉的收缩完成咀嚼、吞咽及其他可能的口运动功能。上述肌群活动由三叉神经、面神经、舌下神经支配。
(三)舌的作用
食物的移动及放置通过舌的活动控制,大多数食团的位置和运动由舌肌来完成。舌肌包括4对舌内肌和4对舌外肌,其功能和神经支配见本章第一节表2-2、表2-3。在吞咽活动中,舌内肌主要完成食物的搅拌及输送。在舌外肌群中,以颏舌肌较为重要,两侧颏舌肌同时收缩,舌向前下方,即伸舌;一侧收缩使舌尖伸向对侧。舌内肌和颏舌肌的作用可改变食物的形状,其余3块舌外肌调节舌对于口腔和咽的位置。
舌面密集的机械刺激感受器决定了舌是感觉食团大小的重要区域。舌前2/3的感觉由三叉神经分支舌神经传入延髓的吞咽控制中枢,而舌后1/3的感觉由舌咽神经传入。在口腔准备期,腭舌肌收缩使舌根部抬升接触软腭,使口腔后部关闭,以免食团过早地脱离口腔到咽腔。
(四)不同性状食物的处理
不同性状食物在口腔准备期有不同处理方法:①液体等不需在口腔内进一步处理加工的食物,原样经舌背进入食团形成阶段;②蜂蜜等高黏度食物和粥、粉等半固体食物是通过舌和腭来挤压推送;③固体食物则通过咀嚼运动,舌部的协调,脸颊运动引起的搅拌、粉碎、研磨、唾液混合等,被处理成可吞咽的食团。
二、口腔期
口腔期(oral phase)是指咀嚼形成食团后运送至咽的阶段,主要是食团的形成和运送到咽的过程。
(一)基本生理过程
吞咽的口腔期一旦开始,舌尖被放置于上颌骨中央切牙后的牙槽嵴处,开始向舌上方运动,舌与硬腭的接触面扩大至后方,把食团挤压向后送,几乎与此同时,软腭开始提升,舌后部下降,舌根稍稍前移,食团被挤压开始流入咽。软腭随之上升,与向内前方突出的咽后壁相接。封锁上咽与中咽的间隙,形成鼻咽腔闭锁状态。口腔期完成时间一般少1~1.5s,随着食团黏稠度增加,时间随之稍微延长。一旦食团到达舌后部并通过咽弓,吞咽动作则变为反射性行为,不再受意志的控制。在舌的驱动力(或称为舌投入动作或推进动作)作用下将食团推入咽。
(二)肌肉的作用
口腔期有关的代表肌肉包括三个解剖区域的肌群:舌骨提肌群、围绕腭弓的肌群和关闭鼻咽的肌群。
在吞咽的口腔期,面部肌群(特别是唇肌、颊肌)、舌肌、咽上缩肌、茎突舌肌、茎突舌骨肌、颏舌骨肌、下颌舌骨肌肌群放松,随后是腭舌肌群和腭咽肌群收缩运动,二腹肌也参与了舌骨和喉的抬升活动。
腭的抬升是由于腭提肌收缩的结果,腭提肌由迷走神经的咽丛支配。由舌下神经支配的舌骨舌肌和茎突舌肌控制舌后部的下降。舌前部快速地从上颌骨后的牙槽嵴向硬腭前部挤压,把食团移至舌面上。此时,口轮匝肌和颊肌收缩避免压力向前、向口腔外及向两侧面分散。
软腭的抬升使食团通过腭弓。一旦软腭抬升完全,与咽后壁接触,则像阀门一样关闭鼻咽,阻止食物进入鼻咽。鼻咽侧壁由咽上缩肌组成,也是关闭鼻咽的重要组织。迷走神经运动纤维的咽丛支配咽上缩肌及腭肌。接着,在进入咽期前三叉神经运动支支配的下颌舌骨肌收缩,使舌骨轻度抬升。
(三)不同性状食物的处理
吞入食团的量随着食物的黏稠度而改变。①稀流质食物,可从1ml(唾液量)到17~20ml(用杯子喝水量)。②当食团黏性增加时,吞咽的最大量随之下降。果冻平均可吞入5~7ml,较浓稠的马铃薯泥则为3~5ml,肉则平均为2ml。如果大量浓稠食物放在口中,经舌搅拌后再细分,把细分出来的部分先形成要被吞咽的食团,其他部分则放在口内一侧,等待稍后的吞咽。当食物黏稠度增加时,需要较大的挤压力和较多的肌肉参与活动。③降低食物的黏稠度能使食团较容易通过咽,特别是通过食管上括约肌。
(四)唾液的分泌及其作用
唾液对食物的湿润和稀释作用能够调节食物的黏稠度使之适合吞咽,因此唾液对食物的混合作用是使食物能够成功地从口腔进入食管的重要保证。唾液包含两种主要的蛋白质成分,即消化淀粉酶和润滑液。正常的唾液分泌每天约为1.0~1.5L。唾液的分泌由脑干的涎核控制,发出的神经冲动经副交感神经系统的神经纤维传出支配腮腺、下颌下腺和舌下腺等唾液腺的分泌。
总而言之,正常的口腔期:①需要完好的双唇肌肉力量,确保适当的密闭,阻止食物从口腔流出;②需要很好的舌运动,将食团往后推送;③需要完好的两侧颊肌运动,以控制食物不残留于两侧颊沟;④需要正常的腭肌确保顺畅的呼吸。如果上述某一个功能结构异常,将会产生不同程度的口腔期吞咽障碍。
三、咽期
咽期(pharyngeal stage)是指吞咽动作开始于食团进入咽,结束于环咽肌松弛,食团进入食管。咽期是吞咽的最关键时期,呼吸道必须闭合以防止食团进入呼吸系统。许多功能活动在此期以同步的方式极快地发生,食团通过咽仅持续约0.8~1s,此期运动由于是不受随意控制的非自主性运动,一旦启动,则是不可逆的。如果没有完好的喉保护机制,此期最容易发生误吸。
(一)吞咽的启动
舌根与下颌骨相交的任一点均可视为咽期的吞咽启动点(initiation of swallow)。所有年龄层次的人,在口腔期舌推动食团,食团的头部到达此点时,口腔期随即结束,咽期吞咽即启动。
口腔里要有食物、液体或是唾液,才能诱发咽期吞咽的启动点产生吞咽,否则无法产生吞咽。如连续的干吞咽后,很难再继续吞咽。正常的咽期吞咽需要主动吞咽意识与启动咽期吞咽的参与,两者缺一不可,若仅有一种机制存在,是无法产生正常经口进食过程中所出现的规律与即时的吞咽动作。只有启动咽期吞咽,才可能产生咽期生理活动。如果只有咽部把食团往后推送,而没有启动咽期吞咽,那么,食团将会被舌推到咽,停留在会厌谷和梨状隐窝:食物如果是液体,将会进入开放的呼吸道;如果是浓稠食物,将会从会厌谷流出,到杓状会厌襞,进入梨状隐窝,或进入呼吸道,此时要靠咳嗽才能咳出食物。
(二)正常吞咽活动
咽期吞咽以吞咽的启动为开始标志。吞咽启动后,将带动一系列的生理活动,包括:
1.软腭后缩上抬可完全闭锁腭咽,阻止食物进入鼻腔。正常吞咽者腭咽闭锁和舌骨与喉的上抬前移几乎是同时发生的。腭咽闭锁可增加咽的压力,若其他所有吞咽生理(特别是舌根和咽壁的移动与接触)皆正常,即使没有腭咽闭锁,功能性的吞咽亦可完成。
2.舌骨和喉部上抬并且前移,这项活动有2个生理活动:①上抬可关闭呼吸道入口,正常人舌骨上抬约2cm;②前移可使食管上括约肌打开。喉部的上抬并且前移使会厌基部增厚协助喉前庭闭合,扩大咽腔,在下咽产生真空,向下推进食团,使环咽肌松弛。
3.喉部闭合。喉部闭合始于声带,继而延伸至喉前庭。闭合的产生由下到上,可将漏入喉部内的食物由喉前庭推至咽,预防误吸的发生(例如食物、液体等进入呼吸道真声带上方)。当呼吸道的前庭闭合时,杓状软骨会有向下、往前及内缩的摇摆动作,促使喉部的通道缩小。同一时间,喉部将上抬并且往前伸,上抬会使会厌基部增厚,协助喉前庭的闭合。正常人单次吞咽,呼吸道闭合时间约0.3~0.6s,用杯子连续饮水,呼吸道闭合时间可超过5s。
4.舌根下降和后缩与前突的后咽壁接触,闭锁上咽腔,增加咽推动食团的动力,防止食物重新进入口中。
5.咽缩肌上下规律的收缩,使食物向下运动。控制食团前进的三个因素包括:①“咽舌部”的推进作用;②咽缩肌的挤压作用,吞咽时咽缩肌呈最大强度收缩,这些肌肉收缩的速度和启动时间比收缩的力量更为重要;③咽呈现负压,与食团中或其上方正压相比,食管内压力应更低,一旦上段食管括约肌开放,这将使食物直接进入食管内。
6.会厌反转,覆盖喉前庭,这样可以:①保护呼吸道;②在会厌两侧形成“滑道“使食物向下滑落;③使食团绕道进入梨状隐窝。有些人认为,由舌产生的推进力(也称为舌驱动力)是其中的最重要因素,因其在上咽产生压力。
7.环咽肌开放,使食团进入食管。环咽肌与下方的颈段食管环行肌共同构成UES,是长度为3~5cm的高压带。环咽肌在咽的缩肌中是独特的。生理状态下,在其他咽缩肌休息放松时,环咽肌保持连续张力性收缩,其作用是关闭食管入口,防止食物由食管反流入咽,当在咽期无食团通过时,嗳气(打嗝)或呕吐期间可呈正常生理性放松状态。尽管目前对此过程不甚明了,但下列三个因素会影响环咽肌的开放:①受迷走神经支配;②通过喉部的上抬以及前移牵拉肌肉使其开放;③咽缩肌收缩,形成咽缩窄压力挤压食团,启动环咽肌。
如果咽缩肌无力,咽推进食团的力量下降,食团较难通过UES,如果咽肌不协调,当UES在吞咽过程中处于紧张状态而无法放松(失弛缓)时,将会发生吞咽的协同困难,食物容易反流。如果吞咽时喉部的上抬以及前移运动不足或不能,将导致环咽肌开放不完全或完全不开放。如果支配环咽肌的迷走神经功能障碍,也会严重影响环咽肌的开放。这几种情况都可导致全部或部分食团滞留在咽并且在吞咽后引起误吸。
四、食管期
食管期(esophageal phase)是指食物通过食管进入胃的过程。此期是食物通过时间最长的一个期,它起于喉部下降,环咽肌开放开始,食物经贲门进入胃内结束,持续约6~10s。
(一)基本生理过程
这是由食管肌肉的顺序收缩实现的。食管肌肉的顺序收缩又称蠕动(peristalsis),它是一种向前推进的波形运动。在食团的下端为一舒张波,上端为一收缩波,加上重力作用,食团就很自然地被推送前进运送到胃内。食管的蠕动波在速度和强度上都有比较大的变化,一旦启动,并不是“全和无”现象,它可以在到达食管下括约肌前消散。依赖于食物的特性,感觉反馈在调节蠕动波的速度和强度中起到了重要的作用。食管下段是一高压力区,源自组成括约肌的平滑肌紧张性收缩。括约肌压力的增加有助于防止食物从胃部反流入食管。吞咽时食管下括约肌放松,使食物能够通过到达胃部。次级食管蠕动是指不伴随吞咽的口咽期前的蠕动,食管扩张对食管感受器的刺激出现反应时才发生,在收缩强度和速度上有别于初级蠕动。食管的三级蠕动是指食管括约肌部分平滑肌蠕动,与外在的神经支配无关。
(二)神经调节
吞咽的食管期需要食管肌肉的兴奋和抑制的输入。安静时,食管呈电静息状态。在吞咽的口咽期,所有的食管神经元活动被抑制,而食管收缩波在食管期通过抑制的输入被提前。一旦食团进入食管,食团的移动与食管的括约肌和横纹肌有关。食管的横纹肌由脑干的运动细胞控制,而平滑肌收缩则由自主神经系统控制,由迷走神经运动核发出的节前纤维支配。像口咽的肌肉一样,食管肌肉运动神经元的抑制和兴奋由与吞咽中枢相连的中间神经元控制。目前对这些中间神经元的定位知之甚少,它们起到调节食管和协调吞咽的口咽期与食管期活动的作用。