Anatomie et physiologie du sphincter oesophagien supérieur.

Le sphincter oesophagien supérieur est situé entre le pharynx et le corps de l'œsophage. Mécaniquement c'est une zone de plus grande résistance à l'écoulement des fluides.

Anatomie du SSO.

Le SSO est un sphincter musculaire strié, principalement constitué par le muscle crico-pharyngien, situé à 15 cm environ de la partie moyenne de l'arcade dentaire inférieure [Rouvière, 1992]. Ce muscle entoure la partie supérieure de l’œsophage en s'insérant sur les bords latéraux du cartilage cricoïde (Figure) Radiographiquement, il se projette sous la colonne d'air pharyngée, en regard du corps des sixième et septième vertèbres cervicales. En haut, le muscle est bordé par les fibres obliques du muscle constricteur pharyngé inférieur, alors qu'en bas, il se mélange aux fibres musculaires longitudinales et circulaires de l’œsophage [Rouvière, 1992]. le SSO s'étend sur une hauteur de 3 à 5 cm, dépassant la taille du muscle crico-pharyngien [Hurwitz, 1978. La fonction sphinctérienne est aussi assurée par la partie inférieure du muscle constricteur du pharynx et la partie inférieure de la tunique musculaire circulaire de l’œsophage [Ellis, 1971; Cohen, 1968]. Le recouvrement imparfait des différents faisceaux musculaires définit deux zones de moindre résistance, qui sont les sites d'élection des diverticules œsophagiens. La première, située en arrière des faisceaux musculaires des muscles crico-pharyngien et du constricteur inférieur du pharynx est la zone pharyngée. La seconde, située entre les fibres transversales du crico-pharyngien et les fibres obliques du crico-œsophagien est la zone œsophagienne [Rouvière, 1992].

Méthode d'étude.

L'étude de l'activité du SSO est particulière, puisque comme le sphincter anal externe, à l'autre extrémité du tube digestif, c'est un muscle strié. Ses variations d'activité sont donc plus rapides que celle d'un muscle lisse [Sarna, 1989]. Son activité électrique peut être étudiée par des électrodes unies ou bipolaires [Hellemans, 1970; Asoh, 1978]. Les méthodes électromyographiques permettent d'appréhender les phénomènes rapides, donc d'étudier la coordination pharyngo-œsophagienne et de quantifier la contraction musculaire. Les techniques manométriques [Cohen, 1968; Asoh, 1978; Berlin, 1977] à l'aide de cathéters à faible compliance, perfusés à débit constant permettent d'enregistrer des variations de pression de 1000 mm Hg/s avec une réponse en fréquence de 5 Hz [Arndorfer, 1977]. Cette fréquence de coupure est insuffisante pour étudier la cinétique du SSO qui nécessite un système passe-bande d'au moins 20 Hz [Ask, 1979; Orlowski, 1982]. Enfin la perfusion d'eau entraîne des mouvements de déglutition spontanée ou des risques de fausse route, qui peuvent gêner la mesure. Les sondes à manchons, petits ballonnets perfusés d'eau [Dent, 1976; Kahrilas, 1987], permettent des mesures de longue durée du SSO, car elles sont peu sensibles au déplacement des structures anatomiques. D'autres auteurs ont proposé l'utilisation de capteurs électroniques qui ont une réponse en fréquence plus importante [Castell, 1990]. Cependant les études comparant les différentes méthodes montrent des résultats souvent comparables [Castell, 1990].
L'étude des phénomènes de déglutition par radio-cinéma permet la détermination des asynchronismes pharyngo-œsophagiens [McConnel, 1987; McConnel, 1988]. Cependant, cet examen, tout comme les techniques isotopiques [Buthpitiya, 1987], ne renseigne pas sur la valeur des pressions sphinctériennes ou la force des contractions. Le couplage de la manométrie à des techniques d'imagerie est naturellement l'examen idéal puisqu'il permet de quantifier la fonction sphinctérienne et de visualiser son action [Cohen, 1968].

Le SSO au repos.

La pression de repos du SSO présente une distribution spatiale très inégale [Comme le faisait remarquer Pierre Arhan (communication personnelle), il est incompréhensible qu'il y ait sur un même axe transversal des inégalités de pression (ou mieux de contrainte radiale). Si sur un même axe radial, les contraintes diamétralement opposées ne sont pas égales, il y aurait un déplacement des structures jusqu'à l'équilibre des contraintes. Les différences mesurées sont liées à des variations de structure musculaire ou à des variations de rigidité de la sonde.]. Dans le sens vertical, le sphincter physiologique mesure 3 à 5 cm [Fyke, 1955]. La pression est maximum dans la partie centrale du sphincter, et minimum dans les parties supérieures et inférieures. Radicalement, la pression du SSO présente une double asymétrie [Gerhardt, 1980; Welch, 1979; Winans, 1972] : elle est plus forte en avant qu'en arrière, mais surtout, les pressions latérales sont environ 3 fois plus faibles que les pressions antéro-postérieures.
La pression de repos du SSO est due à la contraction du muscle crico-pharyngien et du muscle constricteur inférieur du pharynx, comme l'ont montré les enregistrements électromyographiques couplés aux études manométriques [Asoh, 1978]. La suppression de cette stimulation ne laisse persister qu'une faible pression résiduelle, due aux structures adjacentes [Asoh, 1978].

Etude du SSO lors des mouvements de déglutition.

Le SSO s'ouvre lors des déglutitions afin de permettre le passage du bolus dans l’œsophage. La déglutition est une séquence motrice, essentiellement réflexe, survenant après une initiation pouvant être volontaire. Le bol alimentaire buccal est projeté par la contraction linguale sur la paroi pharyngée postérieure, en même temps que se ferme l'orifice naso-pharyngé, et que se suspend le cycle respiratoire. Successivement, et en un temps très court, l'orifice laryngé est fermé et la contraction pharyngée de forte amplitude descend vers l’œsophage, après l'ouverture du SSO. La déglutition n'aura duré qu'une seconde dont 0, 7 pour la traversée du SSO.
L'étude manométrique montre qu'une déglutition entraîne une chute de la pression du SSO après une faible augmentation transitoire due à la contraction inspiratoire du crico-pharyngien. La relaxation sphinctérienne, débutée dès le début de la déglutition est due à l'arrêt temporaire des potentiels d'action sur les motoneurones, responsable d'une inhibition de l'activité tonique des muscles sphinctériens. A la fin de la relaxation, existe une hypertonie transitoire du SSO, qui correspond à une reprise de la contraction des muscles sphinctériens et à l'apparition du péristaltisme dans l'œsophage supérieur. Des déglutitions de plus fort volume augmentent la pression du bolus qui est projeté à une plus grande vitesse sur un SSO plus largement ouvert [Jacob, 1989].
L'étude électromyographique montre que l'inhibition de la stimulation musculaire, responsable du tonus basal, commence 0.2 s après l'initiation de la déglutition. L'inhibition persiste environ 0.5 s, puis est suivie par des bouffées intenses d'activité durant environ 1 s. Cette cascade d'événements est modifiée par la fréquence des déglutitions. Lors de déglutitions fréquentes (>1 Hz), le SSO reste ouvert, béant jusqu'à la dernière gorgée.

Contrôle de la fonction du SSO.

Maintien de la pression de repos du SSO : le contrôle nerveux.

La pression de repos du SSO est due à l'activité des branches nerveuses efférentes du pneumogastrique [Roman, 1986], comme l'ont prouvé les études électromyographiques chez l'animal [Andrews, 1956; Car, 1970; Asoh, 1978] et chez l'homme [Monges, 1968; Hellemans, 1968].

Lorsque le bol alimentaire touche la paroi postérieure du pharynx ou le voile du palais (velum), il induit une déglutition qui s'accompagne d'un relâchement réflexe du SSO. Normalement, la relaxation du SSO débute avant la contraction pharyngée (Figure).

Controle nerveux de la déglutition

Le contrôle nerveux de la déglutition est assuré par des centres bulbaires coordonnant leur activité par leurs efférences motrices, d'après les informations sensitives bucco-pharyngo-œsophagienne et les influx corticaux [Cunningham, 1990]. Il est classiquement décrit par un système à trois étages : i) étage moteur, efférent; ii) étage sensitif, afférent; iii) étage organisateur, bulbaire assurant la programmation (Figure).

Les motoneurones contrôlant l'activité des muscles pharyngés, laryngés sont localisés dans les noyaux des Ve, VIIe et XIIe paires crâniennes et dans le noyau ambigu moteur ventral du X. Le centre bulbaire est responsable de la séquence motrice de la déglutition. La destruction des neurones du faisceau solitaire entraîne en effet la suppression de la déglutition. Ce centre subit les influences corticales, comme le montre l'existence de déglutitions commandées, utilisant les voies extra pyramidales et réticulaires. Les fibres motrices somatiques empruntent les voies du nerf laryngé supérieur et du récurrent. La vagotomie bilatérale au cou entraîne donc une disparition des déglutitions [Doty, 1968].

Les informations sensitives modulent l'activité programmée bulbaire. Elles empruntent les voies des nerfs trijumeau, glosso-pharyngien et du rameau laryngé supérieur du X pour rejoindre le faisceau solitaire et la racine descendante du trijumeau au niveau bulbaire [Doty, 1968]. Ces informations permettent uniquement de moduler l'amplitude et la durée des ondes contractiles pharyngées, oesophagiennes et les relâchements sphinctériens.

Par ailleurs, il n'existe aucune relation entre la pression du SIO et celle du SSO [Berte, 1977].

Réflexes augmentant la pression du SSO.

La distension oesophagienne entraîne des réponses sphinctériennes variables selon le contenu du corps œsophagien. La distension de la paroi œsophagienne par un bolus liquide entraîne une augmentation de la pression [Enzmann, 1977]. La distension du corps œsophagien par un ballonnet entraîne aussi une augmentation de la pression du SSO [Andreollo, 1987; Andreollo 1988]. Au contraire, un bolus gazeux est responsable d'une relaxation du SSO dont l'amplitude est proportionnelle au volume gazeux injecté [Kahrilas, 1986]. Cette dernière réponse explique le phénomène d'éructation. Les récepteurs à l'origine de ces deux types de réponse à la distension sont inconnus. Il ne semble pas s'agir de récepteurs muqueux puisque la réponse reste inchangée après anesthésie muqueuse [Enzmann, 1977; Kahrilas, 1986; Andreollo, 1987].
La présence d'acide (HCl) dans l’œsophage, qu'il soit artificiellement injecté ou lié à un RGO, est responsable d'une augmentation de la pression de repos du SSO. Ce réflexe est d'autant plus important que l’œsophage proximal est stimulé.
Ces réflexes utilisent les voies du vague, comme le prouvent leurs inhibitions lors des expériences de réfrigération des branches cervicales de ce nerf. Il faut distinguer les réflexes modifiant la fonction du SSO du réflexe œso-glottique, participant à la prévention d'aspiration laryngée du contenu oesophagien [Shaker, 1992]. Enfin, la pression du SSO augmente également lors de l'inspiration.

Relaxation du SSO.

L'inhibition des stimulations musculaires lors des déglutitions est insuffisante pour ouvrir le SSO, du fait de l'existence des facteurs passifs de tonicité du SSO. L'ouverture se produit grâce à l'élévation en avant des muscles supra hyoïdes. La relaxation du SSO est due au relâchement du muscle crico-pharyngien. Toute anomalie de sa fonction sera donc responsable d'un trouble de la déglutition.