食管反流与呼吸道疾病:胃食管喉气管综合征
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19.食管与胃食管反流的应用解剖及病理生理

柯 冀 李建业

胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease,GERD)是胃内容物反流入食管引起不适症状和(或)并发症的一种疾病,是十分常见的消化系统疾病,其发病机制主要是抗反流防御机制减弱和反流物对食管黏膜攻击作用的结果。胃食管反流病是有多重综合因素造成的消化道动力障碍性疾病,可以是由解剖性因素或者是生理性因素造成,按解剖部位亦食管因素、为食管交界处因素、胃十二指肠因素等,见表19-1。
表19-1 影响胃食管反流发生的因素
本文从应用解剖学角度,重点从胃食管阀瓣(gastroesophageal flap valve,GEFV)、腹段食管长度以及胃食管压力梯度这三方面来阐述胃食管反流的病理生理学机制。

一、GEFV与胃食管反流病的关系

1.GEFV的概念与分级
1968年Tocornal等首次提出黏膜阀瓣样机制在防止胃食管反流和食管炎形成中起作用。1996年Hill等报道尸体和活体实验研究,从解剖上进一步证实GEFV的存在及其作用机制:胃镜检查观察到His角在胃腔内的延伸部分呈大皱襞状,即GEFV,它是位于胃食管连接部下方、贲门上部胃底侧的阀瓣样肌性黏膜皱襞,与食管和胃底黏膜相延续,呈180°扁的半环形,当胃内压升高时起到阀瓣作用,隔离胃腔与贲门,防止胃内容物反流入食管。在常规胃镜检查时,翻转内镜,充分注气膨胀胃腔,观察胃食管交界处表现:Ⅰ级,组织皱襞隆起边缘明显,沿小弯侧紧密包绕内镜;Ⅱ级,组织皱襞隆起边缘不像Ⅰ级明显,但跟随呼吸动作偶有放松;Ⅲ级,组织皱襞隆起不明显,而且不能紧密包绕内镜;Ⅳ级,不存在组织脊,胃食管区域开放,食管上皮易见。认为Ⅰ、Ⅱ级为正常,Ⅲ、Ⅳ级为异常(图19-1)。研究表明,GEFV异常的发生率为27.3%~32.3%,此外,在女性受检者中随着年龄增加,GEFV异常比例升高。
图19-1 内镜下GEFV分级
A.Ⅰ级;B.Ⅱ级;C.Ⅲ级;D.Ⅳ级
2.GEFV与糜烂性食管炎及Barrett食管
糜烂性食管炎(erosive esophagitis,EE)是GERD的主要并发症,其严重程度可应用Los Angels分级进行评价。目前对于不同人群的研究均证实EE的发生与内镜下GEFV分级有关,且两者在发病的多种危险因素中有很多相似之处,如年龄、性别、肥胖等。研究表明,在EE患者中,GEFV异常的比例升高,且Los Angels分级随着GEFV分级的增加而增加。其中Lin等的研究结果显示,GEFV异常的受检者中,伴有EE者占47.2%(59/125),Los Angels分级多为A级(79.7%,47/59)和B级(16.9%,10/59),以年轻、男性、超重、有不典型症状和食管外症状者多见。胡景的研究表明,EE分级与GEFV级别呈正相关( r=0.308, P=0.000)。
GRED与Barrett食管的关系已得到公认,认为食管下段长期酸暴露导致Barrett食管的发生。1999年Oberg等首次报道随着GEFV分级的增加Barrett食管的发生率也随之增加,Kim等的研究显示,在GEFV异常的胃镜受检者中,Barrett食管发生率为13.3%(13/98),高于GEFV正常组的2.1%(6/286)。
3.GEFV与食管压力及pH值监测
食管下括约肌(lower esophageal sphincter,LES)的压力、长度和位置异常是导致GERD发生的重要因素之一。Kim等的研究表明,GEFV分级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级的受检者平均LES压力分别为25.1、24.7、20.3及17.1mmHg,GEFV异常组低于正常组,但LES长度与GEFV分级无关。在进行食管压力监测时,GEFV共同参与构成LES压力带的形成。
食管24小时pH值监测能动态反映食管内pH值的变化,明确患者是否存在病理性反流、反流的程度及模式、判断症状是否与GERD有关。其中DeMeester综合评分是对监测变量中食管酸暴露时间、频率及连续暴露时间的综合评价。Kim等的研究显示,GEFV异常组食管24小时pH值监测中,DeMeester综合评分为22.4±2.2,显著高于GEFV正常组的9.2±0.7( P<0.001)。
4.GEFV与GERD症状
GERD以反酸及胃灼热为主要症状,这也是诊断GERD的重要依据。Contractor等的研究表明,GEFV分级异常的受检者表现出更多GRED症状。此外,喉、气管、支气管等呼吸道黏膜对胃酸毫无防御能力,一旦接触胃酸,则立即引起呼吸道平滑肌强烈收缩,导致呼吸困难,同时分泌大量痰液并引发剧烈咳嗽等食管外症状。在一项针对GERD患者食管外症状的研究中,对GERD患者进行反流症状指数评定(reflux symptom index,RSI),研究其与GEFV分级的相关性。研究结果显示,RSI评分与GEFV分级具有相关性(r=0.035, P<0.05)。
总之,GEFV的肌性黏膜明显松弛,表现为Ⅲ、Ⅳ级时,其抗反流作用下降,将导致高度食管酸暴露增加,而酸反流是GERD的重要致病因素。GEFV出现异常就是解剖结构的异常,而抗反流手术就是要重建一个有功能的阀瓣,可增加胃食管压力梯度,减少反流的发生,纠正这种解剖结构的异常。因此,了解GEFV分级有助于进一步了解病情,制订治疗方案及判断疾病预后,具有一定的临床应用价值。

二、腹段食管长度

腹段食管长约3~4cm。腹段食管的长度与His角形态和GEFV分级有明确的关系。大量研究结果表明腹段食管长度与反流相关,位于腹腔内的食管越长,抗反流能力越强。其抗反流作用机制主要体现在如下几个方面。
第一,腹段食管是构成食管下括约肌压力(lower esophageal sphincter pressure,LESP)的重要组成部分。DeMeester等也特别强调了LES总长度和其在腹部长度所具有的抗反流作用。LES总长度或腹内部分长度不足,均可削弱LES压力产生的抗反流作用。他强调抗反流手术应恢复腹段食管长度3cm;若腹段食管长度少于2cm,在胃内压升高时77%发生胃食管反流。
第二,当腹内压升高时,既能传导到胃腔内,也能传导到食管腹段外周,使其保持关闭。即腹内压升高使得胃内压力与腹段食管压力同时升高,两者压力相抵,因此并不会因腹腔压力升高而导致反流。腹腔压力增大时,食管下括约肌(lower esophageal sphincter,LES)压力升高超过了腹腔与胃腔的压力改变,这不能单纯以食管腹段被动挤压来解释,可能还有内在的神经反射机制存在。若无此种反射反应,LES压力即可能被腹腔和胃腔压力所超越,造成反流。
第三,腹段食管过短,可使胃食管结合部形态发生异常。使得胃食管结合部上移,食管与胃底的夹角,即His角变钝或消失。当His角锐利时,若胃内压力增高,胃底可对食管下段产生一个侧壁挤压力,使得LES压力升高,起到抗反流作用。若His变钝,则失去了胃底的侧壁压力,易导致反流的发生。临床工作中,我们可以通过钡餐造影或冠状位CT(进食后)来判定腹段食管长度对His角的影响。腹段食管长度正常时,贲门入口的位置相当于胃底部9点处;食管裂孔疝时贲门入口上移至10~11点处,His由锐变钝,胃食管阀瓣分级异常(图19-2)。
图19-2 腹段食管长度与His角关系
A.腹段食管长度正常时,贲门入口的位置相当于胃底部9点处;B.食管裂孔疝时贲门入口上移至10~11点处,His由锐变钝;C.腹段食管变短时CT示贲门入口上移至10~11点处,His由锐变钝

三、胃食管压力梯度

在静息状态下,腹腔内压力平均为5~10cmH 2O,胸腔内压力为-5~-10cmH 2O,膈上、膈下建立了一个10~20cmH 2O的压力梯度,我们称之为跨膈压。根据Laplace定律,要扩张管状结构的管腔,所需力量与管腔的直径成反比,即管腔越小,扩张其管腔所需的力量越大。管状腹段食管管径明显小于囊状的胃,因此正常情况下存在食管下括约肌的张力性关闭,并不发生反流。当患者伴有食管裂孔疝时,即食管末端处在胸腔内的负压环境中,作用于食管末端的负压如超过了食管壁肌肉张力的承受能力,则使之开放,发生反流。因此,正是因为胃食管压力梯度即跨膈压的存在,导致了食管裂孔疝患者易发生胃食管反流。
综上所述,导致胃食管反流发生的因素很多,GEFV分级的异常,腹段食管变短都是导致胃食管反流发生的重要因素;跨膈压导致了食管裂孔疝患者常常伴有反流的发生。当然,仍是许多因素,本文未能做详尽阐述。GERD的诊断和治疗往往涉及多个学科。目前,内科医生主张PPI药物治疗以及外科医生倾向于抗反流手术的现状仍然存在,各学科间还没有达成共识。了解胃食管反流的发病机制,尤其是从应用解剖学方面了解其病理生理学特点,也有助于我们为患者找到更深层次的病因,更加有针对性地进行诊断及治疗。因解剖结构发生异常造成的GERD,通过手术的方法恢复其正常的解剖结构,是可靠而有效的治疗方法。

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