老年人消化道动力异常及其机制研究进展*

李小雯 郑松柏

复旦大学附属华东医院消化科(200040)

消化道动力异常给消化内科临床实践带来了巨大的挑战，据报道约35%～40%的老年人至少有一种严重程度不等的消化系统疾病，主要为消化道动力障碍性疾病，而消化道动力的增龄变化可能是这类疾病在老年人中高发的重要因素。本文对消化道包括口咽、食管、胃、小肠、结肠、直肠和肛管六个部位动力的增龄变化进行概述，并从解剖学、组织学、神经电生理等方面综述其变化的潜在机制。

一、口咽

口咽是消化系统的第一道防线，吞咽为其重要功能之一。随着年龄的增长，口咽部发生一系列与吞咽相关的动力异常，常导致吞咽功能改变，出现咽部残留、咽部传导时间延长等[1]。研究发现老年人咽部吞咽的刺激阈值较青年人显著增高，青年人平均阈值为0.5 mL，而老年人是青年人的3～5倍[2]；青年人吞咽食团后的咽部残留(会厌谷和梨状窝为主要易发生残留部位)几乎可完全清除，而老年人则并非如此，平均年龄为68岁的老年人，咽部残留发生率为1%～13%[3]；增龄对口部残留无影响，但显著延长口部传导、咽部传导和咽部清除时间[3]。有研究[4]应用流体荧光自显影和计算机视频图像处理技术分析了老年人吞咽后咽部残留的发生机制，发现无吞咽障碍但存在咽部残留的老年人舌驱动力(tongue driving force, TDF)为(1.33±0.71) mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，显著低于无咽部残留老年人的(2.18±0.82) mm Hg，而青年人为(1.94±1.12) mm Hg；咽部残留组老年人的咽部收缩波幅亦显著低于无咽部残留组[(119±26) mm Hg对(145±20) mm Hg]，咽部缩短程度显著大于无咽部残留组(初始长度的15%±10%对30%±8%)。上述结果提示TDF和咽部收缩波幅降低以及咽部缩短是导致会厌谷和梨状窝食物残留的主要原因。

世界卫生组织在2010年国际疾病和相关健康问题统计学分类(ICD-10)中将吞咽障碍列为一种常见而严重的消化道动力障碍性疾病[5]，文献报道23%生活可自理的老年人和51%的住院老年人受到该病的影响。

二、食管

老年人食管动力障碍称为“老年性食管”(presbyesoph-agus)，主要表现为上食管括约肌(UES)和下食管括约肌(LES)压力降低[6-7]、食管壁顺应性降低[1]以及食管体部传导性蠕动收缩能力降低[7]。

UES在防止食管-咽反流中起重要作用，非吞咽相关一过性UES松弛是食管-咽酸反流的主要发生机制[8]。研究表明老年人的UES静息压显著低于青年人[(43±5) mm Hg对(71±8) mm Hg][6]，吞咽后UES前后径开放幅度以及舌骨和甲状软骨前缘偏移均小于青年人[9]，这些变化与咽下食团内压力增加密切相关，提示老年人咽部流出阻力增高。

LES为贲门上方食管下端约1～3 cm的高压区，是阻止胃内容物反流入食管的主要屏障，具有重要生理意义。研究[7]表明LES静息压随年龄增长而降低，<49岁的青年人为15 mm Hg，>70岁的老年人仅为10.5 mm Hg。LES长度亦随年龄增长而进行性缩短，<30岁时为1.5 cm，>70岁时可缩短50%，且其长度缩短与食管异常或无效蠕动密切相关，<30岁时无效蠕动仅为30%，>70岁时无效蠕动可达50%；此外，增龄相关LES压力降低和长度缩短尚与食管酸暴露增加有关，LES压力每下降1 mm Hg，酸暴露增加0.3%[10]。增龄还可使食管体部蠕动收缩波幅降低，蠕动传输明显减慢[7,11]，<49 岁的青年人LES上方5 cm处蠕动收缩波幅为114[58,142] mm Hg，>70岁的老年人仅为37[20,50] mm Hg，两组传输时间分别为3.4[2.5,5.9] s和3.2[2.5,3.9] s。

关于老年人食管动力障碍发生机制的研究报道不多，推测可能与增龄引起的食管肌间神经丛神经细胞丢失有关[12]，青年人食管上端和下端神经元计数分别为(887±388)/cm2和(1 267±535)/cm2，而老年人分别为(337±159)/cm2和(850±260)/cm2，分别较青年人下降62%和33%。增龄相关肌间神经丛神经细胞丢失可能是由细胞凋亡所致，而伴随发生的神经细胞体积增大[青年组对老年组: (514±257) μm2对(620±282) μm2]可能是机体维持食管神经肌肉功能的代偿性行为。

食管动力障碍是老年人发生胃食管反流病(GERD)、食管-咽反流、吞咽困难、误吸等疾病的重要因素，老年人GERD发病率为7%～22%，且随年龄增长呈上升趋势。

三、胃

老年人的胃动力变化主要包括胃运动功能减退和胃电活动减弱。有研究[13]通过胃电图结合13C-乙酸呼气试验发现老年人餐后胃蠕动和收缩力降低，胃排空延迟，以低体力活动者为著。以放射性核素技术测定固体胃排空，老年和青年男性胃半排空时间(T1/2)分别为(195±75)min和(53±23) min[14]。以胃电图测定胃电活动，可发现老年人胃电波幅较青年人显著降低[15]；青年人和老年人餐后与餐前胃电波幅之比分别为4.36±1.5和0.74±0.21[13]；老年人基本胃电节律紊乱百分率亦明显高于青年人(餐前：21.1%±3.2% 对1.9%±0.5%；餐后：24.6%±5.0%对2.4%±1.2%)[16]。

肠神经系统(ENS)是胃肠道内在自主神经系统的组成部分，主要调节胃肠道功能。随着年龄的增长，ENS发生一系列变化[17]，包括肠神经元数量减少和Cajal间质细胞(ICCs)丢失。胃运动功能主要受副交感神经支配，且主要为胆碱能神经元(70%)。推测老年人胃排空延迟可能与自主神经功能随年龄增长而出现异常有关。自主神经系统中胆碱能、肾上腺素能与5-羟色胺能神经间的平衡随年龄增长而发生变化，胆碱能神经对胃动力的调节作用逐渐减弱，5-羟色胺能神经的作用则相应增强以部分代偿其功能[18]。

ICCs是胃肠运动的起搏细胞，位于环肌层、纵肌层以及肠肌丛神经节边缘，与胃肠神经和平滑肌细胞一样，在调控胃肠运动方面起重要作用。现有资料表明ICCs至少有四种不同功能：产生胃肠道平滑肌传播的慢波，调节胆碱能和硝基能神经递质，通过释放一氧化碳(CO)启动平滑肌细胞膜电位梯度，参与胃平滑肌的机械传导从而促进胃排空。研究[19]发现胃ICC数量和体积均随年龄增长而减小，青年人每视野ICC数量为6.8±0.7，而老年人仅为2.97±0.4，平均每10年减少12.9%；25岁时ICCs网络体积占视野的1.03%，而70岁时仅占0.15%，平均每10年减少15.5%。

胃运动功能减退以及胃电活动减弱、节律紊乱导致的胃排空延迟可能是老年人出现厌食和早饱症状、消化不良、胃轻瘫的主要因素。消化科门诊中20%～40%的老年人以“消化不良”主诉就诊，并长期受相关症状困扰。

四、小肠

小肠运动主要包括节段性收缩和蠕动，目前对小肠动力是否随年龄增长而降低尚有争议。一些研究表明小肠功能不受增龄影响[20]，老年人小肠收缩频率降低、移行复合运动(MMC)和集簇收缩减少，但整体运动功能储备良好[21]；亦有研究报道小肠传输时间随年龄增长而缩短[22]。

增龄对小肠ENS的结构和功能有明显影响。65～84岁的老年人较之22～44岁的青年人，近端十二指肠前壁肠肌丛神经节神经元数量减少16.5%，表现为部分神经元细胞体缺失的“空神经节”(empty ganglions)，但增龄并不引起神经元体积的变化[23]。动物研究[24]显示，由外源性卡巴胆碱(CCh)诱导的空肠平滑肌收缩无明显年龄差异，老年组由电位刺激(EFS)诱导的空肠平滑肌收缩强于青年组，表明增龄并不减弱空肠胆碱能神经的调控机制，但硝基能神经的作用有所减弱。

上述增龄相关小肠神经节神经元数量减少与小肠整体运动功能储备良好似有矛盾，两者间的联系有待更多研究加以阐明。

五、结肠

结肠运动少而缓慢，主要包括袋状往返运动、节段性推进运动和蠕动。节段性运动通常为单个或成群的低幅运动，多数研究显示老年人结肠传输时间延长[20]，青年人平均结肠传输时间为18.1 h，而老年人可达24.3 h，主要与餐中和餐后节段性运动减少有关[25]。

有研究发现肠神经丛神经元与神经胶质的比率随年龄增长而降低，6月龄与27月龄大鼠近端结肠黏膜下神经丛每神经节的神经元数量分别为4.4±0.18和3.4±0.09，远端结肠分别为3.2±0.08和2.8±0.09[26]，神经元数量减少导致神经递质释放减少、对信号的反应减弱。以外源性CCh刺激老年狒狒的结肠平滑肌，发现其收缩能力较青年组降低，由EFS诱导的结肠平滑肌收缩亦弱于青年组，可能与结肠ENS和平滑肌胆碱能调节机制受损有关[24]。老年大鼠结肠 平滑肌对胆碱能神经通路的EFS和外源性乙酰胆碱(ACh)的反应性低于青年大鼠，其机制主要为肠肌丛神经元细胞膜钙通道活性降低、钙离子内流减少所致的ACh释放减少而非合成减少[27]。有研究[28]显示在老年大鼠中，由毒蕈碱受体激动剂诱导的结肠平滑肌收缩较成年大鼠增强，而内质网Ca2+-ATP酶选择性抑制剂或线粒体解偶联剂可使胞内Ca2+浓度增高、平滑肌收缩进一步增强，提示内质网、线粒体钙储存的变化与老年人结肠平滑肌收缩异常有关。对早衰小鼠模型的研究[29]发现，增龄还可能导致肠平滑肌收缩蛋白如肌球蛋白表达降低。

与胃ICCs一样，结肠肌间神经丛ICCs数量和体积同样随年龄增长而减少，青年人每视野ICC数量为5.5±0.4，而老年人仅为1.3±0.2，平均每10年减少12.6%；升结肠和乙状结肠ICCs网络体积随年龄增长而减小的幅度分别为平均每10年16.4%和10.7%[19]。由于ICCs具有起搏功能，其数量减少是结肠动力降低的重要原因之一。NO是胃肠道主要的非肾上腺素能非胆碱能抑制性神经递质，结肠肌间神经丛释放NO可通过介导降结肠平滑肌松弛而促进结肠内容物推进，从而促进结肠传输。动物实验发现大鼠结肠肌间神经丛神经型一氧化氮合酶(nNOS)的表达、合成和催化活性随年龄增长而降低，老年大鼠nNOS mRNA表达水平较青年大鼠下调约70%，nNOS减少所致的NO合成减少可能是结肠传输随年龄增长而减慢的原因之一[30]。以酪氨酸羟化酶(TH)抗体标记肠肌丛交感神经，发现随着年龄的增长，大鼠逐渐出现轴突、末梢肿胀等表现且TH阳性物质密度降低，提示肠肌丛交感神经分布退化可能与老年人结肠运动功能降低有关[31]。

结肠动力异常是导致老年人慢传输型便秘的重要原因，便秘患病率随年龄增长而增加，尤其是在70岁之后(50岁之前便秘患病率为2.6%～28.4%，70岁之后为7.7%～42.8%)。

六、直肠和肛管

与近端消化道相似，年龄增长对直肠肛管运动同样产生较大影响。女性增龄相关直肠肛管动力变化主要包括肛管静息压、肛管收缩压和直肠顺应性降低，<41岁和>41岁的女性肛管静息压分别为(66.7±2.7) mm Hg和(58.4±4.4) mm Hg，肛管收缩压分别为(150.4±9.3) mm Hg和(127.8±7.2) mm Hg[32]。

肛管外括约肌(EAS)为随意肌，受脊神经支配，肛管内括约肌(IAS)则受ENS支配。有研究发现随着年龄的增长，IAS逐渐增厚[33]，其环肌层nNOS、P物质(SP)阳性神经纤维以及IAS下黏膜中的nNOS、SP、血管活性肠肽(VIP)阳性神经纤维均显著减少[34]；EAS虽无明显增龄改变，但排便失禁的老年女性可见EAS变薄、肛管最大收缩压降低、直肠对容量扩张的敏感性增加等表现[33]。上述变化可能是老年人易发生排便失禁的原因之一。

此外，常见于老年人的焦虑、抑郁等精神心理异常亦为影响胃肠动力的重要因素，可通过脑-肠轴影响胃肠动力和感觉功能。

七、结语

在自然老化过程中，消化道发生一系列退行性改变，这些改变是老年人诸多消化道动力障碍性疾病发生、发展的基础。口咽动力障碍导致食物咽部残留；食管运动功能异常可引起GERD、食管-咽反流等；胃蠕动、排空减慢可引起厌食、早饱等消化不良症状；老年人小肠运动功能虽有减退，但整体代偿良好；结肠收缩力降低和传输时间延长引起的慢传输型便秘是老年人较常见的疾病；直肠肛管括约肌压力和顺应性的改变是老年人排便失禁的重要病理生理基础。随着社会的老龄化，临床医师将应对越来越多的老年消化道动力障碍性疾病患者，然而文献检索发现相关研究报道并不丰富，国内相关研究更是少见，诸多问题有待进一步研究阐明。因此，深入研究老年人消化道动力异常及其发生机制，对提高老年人消化道动力障碍性疾病的诊治水平具有重要意义。

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