第二节　吞咽的功效学分析

许多肌肉以高度协调的方式进行工作，产生有效和高效能的吞咽动作。自然吞咽是由唾液触发的一种不自主的吞咽活动。吞咽平均持续时间为（1.13±0.28）秒。年龄是影响因素之一，老年人平均吞咽时间长于年轻人，可能的原因是老年人吞咽活动的能力较年轻人有所下降；而性别则对吞咽时间无明显影响。本节从人体功效学角度分析吞咽时肌肉的生理性收缩活动。

这些肌肉是导致运动发生的肌肉，通过收缩使关节产生正常范围的运动。原动肌又称为主缩肌（prime movers），它们是首先应答产生运动的肌肉。例如颏舌肌是舌骨前伸的原动肌（图3-8）。

这些肌肉执行或辅助执行与原动肌相同的运动功能。某些情况下，协同肌又称为中和肌（neutralizer），因为它们可以帮助抵消由主缩肌产生的额外动作，以确保所产生的力在预期运动平面中发挥作用。例如，翼内肌或翼外肌向前牵拉下颌骨髁，二腹肌（包括前腹及后腹）向后牵拉下颌。当一起发挥作用时，它们可使颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）产生旋转运动，使颌张开（图3-9），通常把这种作用称之为力偶，此种力偶在全身很常见。

这些肌肉产生的运动与原动肌产生的运动方向相反，负责将身体复原至起始位置或在运动时对抗原动肌产生的力量。后者是必需的调控机制，有利于运动的流畅。例如，在舌喉复合体向前运动时，二腹肌后腹是二腹肌前腹的拮抗肌。但是在舌喉上抬时两者却成为协同肌（图3-10）。

肌纤维分成两大类，即Ⅰ型和Ⅱ型。但是所占的比例不同，主要取决于其功能。这些肌纤维具有以下截然不同的特性，见表3-3。

身体所有的肌肉都含有这两种肌纤维，正常的肌肉组织可看到Ⅱ型纤维大约是Ⅰ型纤维的2倍大小，见图3-11。根据肌肉的特定功能，一种类型的肌纤维所含比例高于另一种。以颈短伸肌为例，基本功能是维持头处于直立位的体位，含有较高比例的Ⅰ型纤维。另外，具有更动态功能（如点头、旋转、弯曲，防止颈部伸展过度）的颈短屈肌则含有较高比例的Ⅱ型纤维。一般认为高速、动态和相对有力的吞咽动作是由Ⅱ型肌纤维完成的。

当发生正常肌肉收缩时，首先募集Ⅰ型肌纤维，努力程度增加时才募集较大的肌纤维（Ⅱ型）。所以，Ⅰ型纤维首先获益于多数常规训练，如神经肌肉功能受损后早期康复所进行的低强度训练。较大的Ⅱ型肌纤维只在动态训练时才能得到募集。但该类型肌纤维的训练常常未被列入康复训练计划中，即使最后采用，也维持不到康复训练晚期。

活动减少一段时间后，肌肉会发生相关变化。很多情况下肌肉都会有一定程度的失用性萎缩，最明显的改变是Ⅱ型纤维的体积（肌腹横截面积）减小。失用性萎缩出现得非常快，Ⅱ型肌纤维每天损失多达10%，见图3-12。

吞咽肌肉系统也有同样变化，只是所受影响相对更大，因为Ⅱ型肌纤维总体比例相对较高。使吞咽情况变得复杂的是横纹肌失用时出现的功能紊乱：Ⅰ型纤维占优势的张力肌倾向于僵硬和纤维化，而Ⅱ型纤维为主的局部肌群倾向于肌力减退。这就出现了矛盾，失用性萎缩所致Ⅱ型纤维显著变弱，但是口颜面的常规训练和饮食调节实际上是在加强Ⅰ型纤维的作用，因此，训练时应该注意该问题。

通过口轮匝肌的张力使口闭合（mouth closure），防止食物从口中流出。在食团推进时，口轮匝肌与颊肌和上咽缩肌协同收缩产生环形肌肉悬带（图3-13中黄色的虚线）。在食团推进时，其产生的张力是维持口闭合和鼻咽通过舌后1/3产生正压所必需的。

吞咽过程中舌骨前向运动主要作用是打开食管上括约肌，允许食物进入食管，舌骨垂直运动带动会厌关闭，因此舌骨运动在吞咽过程中起到保护气道及安全有效转运食物的作用。吞咽过程中舌骨活动是先向上再向外移动，最后回到静息位置。研究表明吞咽移动度大小与所吞咽的食物性质（固态或液态）、吞咽物的容积、年龄等因素有关，性别因素对舌骨、喉室的前后及垂直移动度的影响不大，也有研究发现年龄因素对舌骨、喉室的前后及垂直移动度也影响不大，可能是由于研究人群种族差异性以及吞咽物容积不同所致。自然吞咽时，舌骨前后、垂直方向移动度分别为（0.90±0.30）cm、（0.93±0.36）cm。另一方面，舌骨运动也带动喉室运动，结果是导致会厌-喉关闭以保护气管不会产生误吸，喉前后、垂直方向平均移动度分别为（0.69±0.25）cm、（1.04±0.45）cm。

正常吞咽过程的进行依赖于食团从口腔到胃的快速转运。如为液体食物会在5秒内进入胃。有效移动是神经支配下的肌肉收缩作用于食团和食团自身重力作用共同完成的。有效食团移动也是在肌肉收缩与舒张的协调作用下，产生的食团上高压推进力和食团下的负压吸引力的结果（图3-14）。吞咽链中的一些部分，例如食管，由于位置关系则始终保持负压。与吞咽有关的结构协调作用于嘴唇、腭帆、气道的关闭、咽食管括约肌的开放和关闭、食管下括约肌的开放和关闭等，对高压推进力和负压吸引力的产生起决定作用（表3-4）。通过比较嘴唇分开和关闭时的吞咽，可体会吞咽效果的不同。舌具有首要的启动力作用，舌的向后回缩牵引舌骨，为喉部的抬高提供了基础。有效的（时间和强度）喉部抬高帮助制造出咽的负压区，让食团可以快速地、安全地从一个高压区进入一个低压区。如果从一个高压区移动到另一个高压区，则是异常状况所致。例如，肌肉无力和协调不能，可抑制食团移动，导致滞留和残留，甚至误吸。

此外，有研究显示，食团的大小及黏稠度对吞咽也有影响。食团的体积增大，UES的残余压力和放松的时间延长，但不影响开放前最大压力和关闭后最大压力，也不影响最大咽下压力、最大咽下压力上升速率和压力持续时间。食团的黏稠度对吞咽的影响，在于喝水时最大咽压力、咽压力持续时间、UES放松时间、UES开放前最大压力、UES关闭后最大压力均显著高于吞咽其他黏稠度高的食物，而稀糊状食物和浓流质则没有差别；对UES残余压和咽收缩上升速率无影响。

吞咽是一个复杂的活动，需要感觉和运动机制的互相作用才能完成。一个正常的吞咽过程包括气道保护（airway protection）和食团推进（bolus propulsion）两个独立的因素。

正常吞咽过程的气道保护由喉部括约肌三个层次的关闭执行，包括真声带和杓状软骨（例如声门）、假声带、杓状会厌襞、会厌（例如上声门）的关闭。喉部向前上的运动，由舌骨上肌肉的收缩完成，从而打开了后部的环状软骨腔和把喉部推向上，以便保护舌根下的空间。吞咽之后，重新恢复的呼吸过程由呼气开始。

当气道保护不完全或延迟，食物渗漏甚至误吸就有可能会发生。Kendall等指出，在大多数情况下，杓状软骨会厌关闭发生在食团到达食管上括约肌前。但是，在一些病例中有可能发生在其后，通常延迟不会超过0.1秒。研究人员还发现正常老年患者上声门关闭没有延迟现象。目前已明确的是任何不能使声门及时和恰当关闭的情况，食物和液体都有可能进入气道。

吞咽可被视为食团通过一系列腔室的动态过程。这些腔室被括约肌分隔，在下一个腔室准备好接受食物前括约肌帮助阻止溢出。括约肌也可保持一个密封的空间，为了在一个腔室里建立压力，促进食物进入下一个腔室。除了肌性括约肌外，吞咽过程中也包括上消化道特殊的括约肌活动。

由腭帆提肌、上咽缩肌和腭咽肌等组成的腭咽括约肌，共同完成腭咽闭合。

双侧腭帆提肌（levator veli palatini，LVP）与上咽缩肌（superior pharyngeal constrictor，SPC）协同收缩完成腭咽闭合。LVP上抬软腭后部和会厌，并将它们轻微向后牵拉，此时，SPC将咽后壁向软腭牵拉。此肌肉协同作用闭合鼻腔使其与口咽隔离（图3-15）。

腭帆提肌是软腭的主要肌肉成分，并主要负责软腭的上抬，其附着于软腭中部并与之混合共同形成提腭吊带。上咽缩肌上部纤维负责咽侧壁的内移，以便有效缩窄腭咽口。悬雍垂只有少量的肌纤维，对腭咽闭合没有作用。腭咽肌起自腭腱膜并插入咽正中脊。此肌肉与上咽缩肌一起负责咽后壁及咽侧壁的前伸闭合腭咽。腭舌肌具有拮抗腭帆提肌的作用，具有降低软腭或抬舌作用。腭帆张肌不具有腭咽闭合的作用（见图3-14）。

腭咽括约肌（velopharyngeal sphincter）关闭不能可导致食团反流或空气进入鼻咽腔，降低了产生合适的口咽压力使推进食团通过口咽的可能。有研究显示，舌头基部活动增加可导致对食物的压力增加，产生更高效的吞咽，以减少食团运送的时间和使食物得到更好的清除。

舌骨由附着于颅骨后侧（附着于茎突和乳突）及下颌骨前部的肌肉悬吊着。喉与舌骨通过韧带连接，甲状舌骨肌可以主动收缩。在吞咽时这些肌肉之间的精细协调运动产生了适时的舌喉复合体的前移。舌骨下肌调控此移动过程，并可能协助产生充分的UES开放。向前牵拉舌骨的肌肉群由二腹肌前腹、下颌舌骨肌及颏舌肌组成。向上及向后牵拉舌骨的肌肉群由茎突舌骨肌和二腹肌后腹组成。使舌骨和喉并拢的肌肉是甲状舌骨肌。向下牵拉舌喉复合体的肌肉群由胸骨舌骨肌、胸骨甲状肌和肩胛舌骨肌组成。

按下列顺序依次进行。先由真声带关闭，其次为假声带关闭，最后杓状软骨靠近会厌底部，完成喉闭合。吞咽中声门上和声门括约肌不能关闭将导致渗漏和误吸，下咽足够压力产生能力下降，不能有效地将食团经咽食管段推入食管。

当食团通过咽时，咽肌肉收缩，使咽气室消失。此收缩向食管方向推进食团，并确保吞咽后无食物残留（图3-16）。

主要负责前后位收缩的肌肉是三块咽缩肌：咽上缩肌、咽中缩肌和咽下缩肌。它们的主要作用不是在食团上方产生正压，而是在食团通过后“清扫”咽，确保吞咽后咽无食物残留。

缩短咽的肌肉包括茎突咽肌、腭咽肌、咽鼓管咽肌（图3-17），注意茎突咽肌的走行，该肌由外侧上方向内侧下方走行。除此之外，应了解茎突咽肌与咽中缩肌之间的关系：咽中缩肌包绕着茎突咽肌，当后者紧张或收缩时，使咽变宽并拉长此缩肌。咽的增宽将降低下咽压力（因此吞咽时咽处于密封状态），咽中缩肌拉长可以产生更大压力。

由此可见，茎突咽肌肌肉收缩不仅缩短咽部还可使咽部增宽。这将促成喉咽负压的产生，后者在食团运送过程中发挥着相当重要的作用。

是一组保持张力性收缩的骨骼肌，分隔咽和食管。这组括约肌的主要组成部分是环咽肌。

环咽肌的生理结构：包括慢收缩和快收缩肌纤维，是不吞咽时维持肌张力使食管口闭合、吞咽时快速扩张的基础。环咽肌包含大约40%的高弹性结缔组织，肌纤维与其相连形成一个高弹性的肌肉网。

环咽肌的生理特点：在纤维长度达到原长1.7倍时产生最大张力，即肌肉不在原长度时产生最大张力。食管上括约肌可以在没有主动舒张下依然能被舌骨的前上移动拉开。

在休息状态下，括约肌处于张力性收缩状态，最大限度地减少呼吸时空气进入胃肠道，同样重要的功能是防止食物从食管反流进入咽部。在吞咽、嗳气和呕吐时则处于松弛状态。即使在松弛时，此括约肌纤维中仍具有被动弹性闭合力。在食团大小和重量、舌骨上肌肉系统的向上和向前的牵引力量及使咽缩短肌肉向上牵拉力的共同作用下，UES被牵拉处于开放状态。

张力性收缩的UES在咽发生蠕动性挤压下放松。放松开始于吞咽启动后，持续0.5～1.0秒。咽蠕动波的产生由软腭贴近咽壁开始，产生持续超过0.1秒的收缩和并产生大于180mmHg的压力。咽蠕动以15cm/s的速度传送到口咽和下咽，大约0.7秒到达UES。放松期过后，括约肌收缩的压力增大，可以达到超过休息时的2倍张力，1秒后可以回到基线前水平。

Jacob将UES松弛分为5期，见图3-18。

第1期：环咽肌的张力性收缩被抑制。在UES实际开放前0.1秒，在环咽肌松弛前下咽缩肌被激活。

第2期：通过舌喉部偏移的生物力学作用使环咽括约肌开放。通过一系列内在联系的肌肉的相互作用，如颏下肌或舌骨上肌的收缩，向前上牵拉舌骨。此运动与多块肌肉（尤其是甲状舌骨肌）一起收缩向上和向前牵拉喉复合体。由于食管上括约肌通过附着于环状软骨的环咽肌与喉复合体相连，食管上括约肌前部在牵拉作用下开放，此开放发生于环咽肌松弛之后。

第3期：食团的重量和体积产生的压力使食管上端括约肌扩张，促使UES进一步开放。

第4期：食团通过括约肌后，扩张的UES被动塌陷。

第5期：环咽肌的主动收缩使UES闭合。

神经疾病如喉神经麻痹或脑干卒中使咽食管段协调性差，舌骨喉复合体不能充分上抬和（或）咽缩肌无力都会影响咽食管韧带作为括约肌的功能。

是一个光滑管状肌肉，长20～25cm，它起源于环咽肌尾部，终止于胃贲门肌肉。它放松时让食物进入胃腔，并在静息状态时收缩防止胃食管反流。组织学检查食管下段括约肌未能识别特定的括约肌结构，与相邻结构相比，食管下段肌肉也同样存在对许多兴奋剂具有较高的敏感性，提示其括约肌张力受神经和激素影响较大。