La musculeuse œsophagienne est composée d’une couche musculaire circulaire interne et d’une couche musculaire longitudinale externe . Des études simultanées de manométrie et d’échographie à haute fréquence chez l’homme ont montré que le début, le pic et la durée de la contraction des muscles circulaires et longitudinaux sont toujours en parfaite coordination dans n’importe quelle région donnée de l’œsophage . Les études animales suggèrent que le contrôle neuronal de ces deux couches musculaires est différent .

La contraction simultanée locale des deux couches musculaires occlut mieux la lumière œsophagienne pour propulser un bolus en rigidifiant la paroi ainsi qu’en renforçant la contraction via les fibres musculaires circulaires plus denses. De plus, la contraction musculaire longitudinale entraîne un amincissement de la paroi distale de l’œsophage, ce qui constitue un avantage pour l’accommodation du bolus. L’étirement axial de l’œsophage peut induire une relaxation de l’œsophage distal. Des études antérieures ont montré que la contraction musculaire longitudinale peut étirer et activer les motoneurones inhibiteurs mécanosensibles pour provoquer une inhibition médiée par l’oxyde nitrique dans l’œsophage distal. La direction de l’étirement peut influencer les motoneurones mécanosensibles, car l’étirement axial détend le sphincter oesophagien inférieur (SOI), tandis que l’étirement transversal le contracte. L’activation des motoneurones inhibiteurs induite par l’étirement peut également participer au mécanisme d’inhibition déglutitive, en dehors de la décharge des nerfs vagaux inhibiteurs à courte latence induite par la déglutition. L’élévation du sphincter œsophagien supérieur par une déglutition étire l’œsophage longitudinalement, ce qui stimule les motoneurones inhibiteurs, relaxant ensuite le corps œsophagien et le LES .

Inervation sensorielle vagale de l’œsophage

Les terminaisons nerveuses afférentes vagales de l’œsophage se trouvent dans la muqueuse, la muscularis propria (terminaisons du réseau intramusculaire) et les terminaisons laminaires intraganglionnaires (IGLE). Ces nerfs afférents vagaux ont leur corps cellulaire dans les ganglions nodosaux situés sous le foramen jugulaire. Les terminaisons afférentes muqueuses peuvent répondre à divers stimuli, y compris des stimuli mécaniques et chimiques. Ces nerfs ne sont pas sensibles à la distension intraluminale mais peuvent détecter un léger toucher sur la surface muqueuse pendant le passage du bolus et peuvent être affectés par des forces de cisaillement. En fait, notre groupe a démontré la présence de nerfs afférents superficiels positifs au CGRP dans la muqueuse œsophagienne humaine. Un IMA est un réseau ramifié d’axones vagaux parmi les couches de muscles lisses, y compris le LES. Les IGLE sont une structure laminaire spécialisée qui recouvre les ganglions myentériques dans la muscularis propria. On suppose que les IGLE perçoivent la tension passive et active .

Les informations sur les caractéristiques du bolus détectées par les nerfs afférents œsophagiens sont transmises au noyau solitaire qui affecte les signaux DMN (réflexes vago-vagaux) aux muscles lisses de l’œsophage . En outre, ces informations peuvent modifier le péristaltisme œsophagien par le biais de réflexes neuromusculaires intramuraux. En fait, les caractéristiques du bolus peuvent affecter la force et la vitesse du péristaltisme œsophagien. Lorsqu’un bolus de grande taille et/ou de haute viscosité est avalé, une contraction péristaltique plus forte se propage distalement et plus lentement par rapport à une contraction déclenchée par un bolus plus petit et/ou de plus faible viscosité. De plus, l’eau chaude augmente l’amplitude de la contraction et diminue la durée de la contraction, alors que l’eau froide diminue l’amplitude de la contraction et augmente la durée de la contraction .

Enfin, l’apport au noyau solitaire vagal des systèmes cardiovasculaire, respiratoire et gastro-intestinal, ainsi que du cortex, suggère que le péristaltisme œsophagien est lié aux changements et aux états pathologiques de différents organes, ainsi qu’à la modulation psychologique à médiation corticale .

Le LES

Le LES présente un tonus spontané et la relaxation/ouverture déglutitive du LES est associée à l’effacement radial et à l’allongement du muscle du LES. La pression du SIO reflète dynamiquement l’équilibre entre les entrées neurales excitatrices et inhibitrices, et les altérations de la décharge vagale peuvent entraîner une relaxation du SIO, le NO étant le principal neurotransmetteur impliqué dans ce processus . Il a été récemment suggéré que la contraction du muscle longitudinal du corps oesophagien proximal induite par la déglutition pouvait être un stimulus important pour la relaxation du SIO. En outre, le contrôle neuronal de l’activité tonique du diaphragme crural contribue également à la pression du SIO. Les relaxations transitoires du SIO (TLESR) sont le résultat de la stimulation inhibitrice vagale pendant la distension gastrique .

1. Cellules interstitielles de Cajal

Les cellules interstitielles de l’œsophage à muscle lisse comprennent les fibroblastes, les mastocytes, les macrophages et les cellules interstitielles de Cajal (ICC) . On pense que les CCI jouent le rôle de cellules pacemakers dans le tractus gastro-intestinal, en particulier dans l’estomac, l’intestin grêle et le côlon. Dans l’œsophage, les CCI ont été trouvées dans les muscles lisses et le SIO (CCI intramusculaire ; CCI-IM). Les nerfs parasympathiques innervent les CCI ainsi que le muscle lisse, et les CCI-IM forment un réseau de terminaisons nerveuses (IMA) et de cellules musculaires lisses de l’œsophage dans le muscle circulaire. Par conséquent, l’ICC-IM peut être associé à la motilité de l’œsophage et à la relaxation du SIO en influençant la libération de neurotransmetteurs des terminaisons nerveuses vers le muscle lisse. En outre, le réseau de l’ICC-IM et de l’IMA pourrait jouer un rôle de récepteur d’étirement. On ne sait toujours pas comment les ICC-IM contrôlent la motilité du corps œsophagien et la relaxation du SIO, mais les patients atteints d’achalasie présentent une diminution à la fois des ICC et des cellules neuronales positives à l’oxyde nitrique synthase dans le SIO .

1. Les neurotransmetteurs

Contrairement au reste du tractus gastro-intestinal où les événements moteurs sont largement autonomes, les mécanismes de contrôle neuromusculaire de l’œsophage impliquent une coordination entre les composantes volontaire et autonome du SNC et du système nerveux entérique. La composante volitive du SNC réside dans le cortex cérébral, tandis que la composante autonome du SNC se trouve dans le tronc cérébral (3).

Les enregistrements intracellulaires in vitro du muscle lisse de l’œsophage montrent qu’un stimulus approprié provoque une hyperpolarisation de la membrane cellulaire suivie d’une dépolarisation. La baisse initiale du potentiel de membrane au repos induit une période d’inhibition de la contractilité ou de relaxation musculaire, suivie d’une contraction musculaire . Des études in vivo ont montré que la déglutition déclenche une hyperpolarisation immédiate le long de la paroi de l’œsophage, ce qui entraîne une relaxation musculaire . La latence entre la déglutition et la contraction (période d’hyperpolarisation) est contrôlée par la libération d’oxyde nitrique (NO) par les nerfs inhibiteurs. Cependant, l’initiateur de la dépolarisation est moins clair. Alors que la libération de l’acétylcholine, un neurotransmetteur excitateur, par les neurones cholinergiques dépolarise directement le muscle, on pense que les neurones nitrergiques génèrent également une contraction par leur rebond passif après une hyperpolarisation. Il a également été démontré que les eicosanoïdes initient la dépolarisation induite par les nerfs dans les muscles longitudinaux de l’œsophage.

L’équilibre entre l’innervation cholinergique et nitrergique varie le long de l’œsophage. La latence à la contraction dans le muscle lisse de l’œsophage proximal s’est avérée plus sensible à l’agent anticholinergique atropine par rapport à l’œsophage distal . De même, le blocage de l’oxyde nitrique synthase inhibe la latence et l’amplitude de la contraction pour augmenter la vitesse du péristaltisme dans le muscle lisse distal de l’œsophage plus que dans le muscle lisse proximal. Cela met en évidence une plus grande innervation cholinergique dans l’œsophage proximal, tandis que l’œsophage distal a une plus grande innervation nitrergique . Un déséquilibre de l’activité nerveuse inhibitrice et excitatrice entraîne souvent la genèse de troubles moteurs spastiques de l’œsophage. La densité des neurones positifs à l’acétylcholinestérase ne change cependant pas le long de l’œsophage, et il n’y a pas non plus de différences anatomiques dans la concentration des neurones nitrergiques . Des études ont montré qu’il n’y a pas de synapses dans la voie de l’hyperpolarisation descendante ; elle est plutôt médiée par un seul neurone descendant. Les différences de réponses du muscle lisse de l’œsophage dans différentes régions pourraient être le résultat de la libération de neurotransmetteurs. Par exemple, le gradient de potassium dans l’œsophage peut contribuer à un potentiel de membrane de repos plus positif dans l’œsophage distal par rapport au proximal .

Le rôle des autres neurotransmetteurs dans le muscle lisse de l’œsophage reste peu clair, bien qu’il existe certaines données concernant leurs fonctions respectives. On a constaté que les tachykinines contribuent à la réponse excitatrice du muscle lisse circulaire générée par une stimulation électrique in vitro . On a également découvert que les enképhalines ont une fonction dans la modulation du péristaltisme, par l’inhibition ou l’excitation de divers neurotransmetteurs. Les catécholamines et le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP) joueraient un rôle inhibiteur dans le contrôle des contractions de l’œsophage. Il a été démontré que plusieurs canaux ioniques exprimés sur les neurones afférents sensoriels de l’œsophage modulent la motilité gastro-intestinale. Le péristaltisme secondaire et la sensibilité à la distension sont renforcés par la perfusion de capsaïcine, agoniste du récepteur vanilloïde à potentiel transitoire 1 (TRPV1), qui augmente la perméabilité des membranes des neurones afférents primaires au Ca2+. La perfusion de mosapride, agoniste des récepteurs 5-HT4, active un réflexe péristaltique normal en provoquant la libération de neurotransmetteurs tels que l’acétylcholine par les terminaisons nerveuses postganglionnaires du plexus myentérique. À l’inverse, l’inhibition de la libération d’acétylcholine par les neurones cholinergiques par l’injection de la toxine botulique (botox), complexe neurotoxique purifié, empêche la conduction neuromusculaire. Cette dénervation chimique détend les muscles lisses de l’œsophage et est donc utilisée comme moyen efficace et peu risqué de soulager à court terme les symptômes de l’achalasie et des troubles spastiques de la motilité de l’œsophage. Les opioïdes inhibent le péristaltisme par la suppression de l’activité neuronale. On pense que cet effet est médié par l’inhibition de la libération d’acétylcholine et de neurotransmetteurs non adrénergiques non cholinergiques .

Défaut de contrôle neuronal œsophagien dans la maladie œsophagienne

1. Achalasie

L’achalasie est définie par une altération de la relaxation déglutitive de la jonction œsophagogastrique (JEG) et une absence de péristaltisme. Dans l’achalasie de type 1, il existe une pressurisation négligeable à l’intérieur de l’œsophage ; dans l’achalasie de type 2, les contractions qui n’occluent pas la lumière entraînent une pressurisation uniforme ; et dans l’achalasie de type 3, des contractions spastiques (caractérisées par une latence distale raccourcie) se produisent . L’obstruction de l’écoulement de l’œsophage (caractérisée par une pression de repos élevée du sphincter œsophagien inférieur avec un péristaltisme préservé dans le corps de l’œsophage) peut être un précurseur de l’achalasie. On pense également qu’il existe des cas variantes d’achalasie avec un péristaltisme préservé ou une récupération partielle du péristaltisme après résolution de l’obstruction de l’EGJ par une myotomie , ainsi que des cas avec une relaxation complète ou partielle de l’EGJ .

On pense que l’achalasie est due à un processus auto-immun où une réponse immunitaire à médiation cellulaire et à médiation par anticorps contre un antigène incertain conduit à une plexopathie myentérique . Dans des circonstances normales, le nerf vague active des neurones post-ganglionnaires qui orchestrent une contraction œsophagienne consécutive, et ce sont précisément ces neurones post-ganglionnaires qui sont affectés dans l’achalasie.

Avant la publication d’une classification des troubles de la motilité œsophagienne basée sur la manométrie à haute résolution (HRM) (la classification de Chicago), le concept physiopathologique de base dans l’achalasie était que les neurones myentériques inhibiteurs, tant dans le LES que dans le corps œsophagien, étaient principalement affectés. Cependant, on sait maintenant que l’achalasie de type 2 peut évoluer vers l’achalasie de type 1, probablement à la suite d’une attaque cytotoxique du plexus myentérique entraînant une apoptose neuronale (type 2), une aganglionose, une fibrose et enfin une absence d’inflammation lorsque la cible immunitaire a été épuisée (type 1). L’achalasie de type 3 est considérée comme un sous-type distinct dans lequel il n’y a pas de perte neuronale mais plutôt une altération de la fonction postganglionnaire inhibitrice avec ou sans contractilité accentuée, peut-être en raison de changements induits par les cytokines dans l’expression des gènes .

Lors d’un péristaltisme normal, comme décrit ci-dessus, les muscles longitudinal et circulaire se contractent simultanément, et ce n’est que lors des TLESR que le muscle longitudinal se contracte indépendamment du circulaire. La coordination des muscles longitudinaux et circulaires est perturbée dans l’achalasie . Plus précisément, la contraction du muscle longitudinal est minime, voire inexistante, dans le type 1, tandis que la contraction du muscle longitudinal est forte dans le type 2. Cette dernière entraîne un raccourcissement de l’œsophage et une pressurisation pan-œsophagienne sur les tracés du MRH et semble être le principal mécanisme de vidange de l’œsophage dans l’achalasie de type 2 (ce qui explique peut-être pourquoi il a la plus grande probabilité de réponse au traitement parmi les trois principaux sous-types d’achalasie). Dans l’achalasie de type 3, la contraction des muscles circulaire et longitudinal manque de coordination. La surface de la section luminale est la plus grande dans le type 1 et la plus petite dans le type 3, ce qui est conforme à la constatation que la paroi de l’œsophage est la plus mince dans le type 1 et la plus épaisse dans le type 3. Enfin, on suppose que la contraction musculaire longitudinale prolongée est responsable de la douleur thoracique et de la sensation de brûlure d’estomac rapportées chez les patients atteints d’achalasie, en raison de l’impact de cette contraction sur la perfusion sanguine de la paroi œsophagienne, tandis que la dysphagie pourrait être liée à des schémas variables d’écoulement du bolus .

1. Obstruction de l’écoulement de l’EGJ

La classification de Chicago v3.0 (CC v3.0) définit le diagnostic d’obstruction de l’écoulement de l’EGJ (EGJOO) sur la base d’une relaxation altérée du LES (pression de relaxation intégrée médiane élevée ) avec un péristaltisme intact ou faible. Il met également en évidence les multiples étiologies différentes de l’EGJOO, à savoir une achalasie précoce ou incomplètement exprimée, une maladie infiltrante ou un cancer, une obstruction vasculaire de l’œsophage distal et une hernie hiatale ou para-œsophagienne coulissante. On pense que l’altération de la relaxation du SIO et la clairance anormale du bolus qui en résulte sont les raisons de l’expression clinique de l’EGJOO idiopathique. L’utilisation d’opioïdes doit être explorée dans les cas d’EGJOO, car il a été démontré que la perfusion intraveineuse d’opioïdes à des doses pharmacologiques entraîne une diminution de la relaxation du SIO et une augmentation de l’amplitude des ondes péristaltiques. La dysmotilité œsophagienne induite par les opioïdes peut avoir diverses manifestations, mais elle correspond le plus souvent, sur le plan manométrique, à un EGJOO ou à une achalasie de type 3.

1. Contractilité absente

Le diagnostic de contractilité absente est posé sur HRM sur la base d’une relaxation normale de l’EGJ et d’un échec de 100% du péristaltisme. Dans les cas de contractilité absente avec un IRP limite élevé, la possibilité d’une achalasie de type 1 doit également être envisagée . La pathogénie de l’absence de contractilité n’est pas claire, sauf dans le cas de troubles du tissu conjonctif, et plus particulièrement de la sclérodermie. Dans la sclérodermie, une neuropathie, médiée par des anomalies des vasa nervorum, est la première étape du développement de la maladie œsophagienne, suivie d’une myopathie, par ischémie, dégénérescence focale et atrophie des couches musculaires, et enfin fibrose œsophagienne. La perte de la réserve péristaltique, démontrée par l’absence d’augmentation et de contraction après un test de déglutition rapide multiple (SRM), est l’anomalie la plus fréquemment observée chez les patients atteints de sclérodermie . La MRS au cours de la manométrie œsophagienne est généralement employée pour évaluer (a) l’effet inhibiteur sur le corps œsophagien de déglutitions multiples et fréquentes et (b) la génération d’une onde péristaltique plus vigoureuse que la moyenne des 10 déglutitions humides effectuées au cours de l’évaluation de la classification de Chicago (MRS DCI/Mean DCI > 1). Cette dernière réponse est considérée comme une indication d’une réserve péristaltique musculaire lisse adéquate mais démontre également que les voies neuronales efférentes et afférentes sont actives. D’autres manœuvres provocatrices, telles que le défi de boisson rapide, les déglutitions solides ou l’évaluation post-prandiale, sont utilisées pour caractériser davantage les cas de dysphagie et de syndromes post-prandiaux où la clairance du bolus et la reproduction des symptômes sont intéressantes.

1. Spasme oesophagien distal

Le CC v3.0 définit le DES comme la présence de deux contractions prématurées ou plus, définies par une latence distale (DL) de < 4,5 s . Il existe un argument selon lequel un sous-groupe de patients présentant une DL normale pourrait tout de même présenter un DES sur la base de contractions rapides définies par la vitesse du front contractile, bien que ce dernier paramètre manométrique ait été dé-emphasé dans la plus récente itération de la classification de Chicago . Chez les patients atteints de DES, il tend à y avoir des preuves d’une inhibition déglutitive altérée dans le corps de l’œsophage au cours de la SRM .

Il existe un gradient neural avec une proportion croissante de neurones ganglionnaires inhibiteurs progressant de manière distale, de sorte qu’il crée une inhibition déglutitive progressivement prolongée de l’extrémité proximale à l’extrémité distale de l’œsophage ; cette inhibition prolongée est exprimée sur les tracés du MRH comme le DL . La déplétion expérimentale en NO induit des contractions simultanées chez les volontaires sains, tandis que l’administration de donneurs de NO augmente la DL . L’augmentation de l’épaisseur du muscle lisse de l’œsophage observée dans le cas du DES peut être un événement primaire dans la pathogenèse de cette entité ou un résultat secondaire de l’absence d’innervation inhibitrice. Les biopsies obtenues pendant la POEM pour le traitement si DES ont montré une atrophie et une fibrose de la couche musculaire propria ainsi qu’une diminution du nombre de CCI .

1. Ésophage hypercontractile (Jackhammer)

La définition de l’œsophage hypercontractile ou œsophage de Jackhammer est la présence d’au moins 20 % de contractions de haute amplitude, avec une intégrale contractile distale (ICD) de ≥ 8000 mmHg s cm ; selon la CC v3.0, cette hypercontractilité peut impliquer ou être localisée principalement au SIO . On suppose que la physiopathologie de l’œsophage hypercontractile est liée à un excès d’entraînement cholinergique et à une asynchronie temporelle des contractions musculaires circulaires et longitudinales . L’hypercontractilité peut également être associée à une obstruction de l’écoulement de l’EGJ et à une augmentation de l’épaisseur du muscle. Chez certains patients présentant une hypercontractilité de l’œsophage, le test MRS démontrera une inhibition déglutitive anormale ; chez d’autres, le test provocateur avec le défi de boisson rapide (RDC) démontrera une relaxation incomplète du LES .

1. Motilité œsophagienne inefficace et hypomotilité

La motilité œsophagienne inefficace (MIE) est un trouble mineur de la motilité dans la CC v3.0 et peut se présenter chez des individus sains et asymptomatiques (17%) . Sur la base du MRH, la MIE est définie comme une absence (ICD : intégrale contractile distale < 100 mmHg s cm) ou un échec du péristaltisme (ICD 100-450 mmHg s cm) sur ≥ 50 % des déglutitions humides . La physiopathologie de la MIE est multifactorielle, et tous les facteurs affectant le péristaltisme, le transit du bolus et la clairance peuvent être impliqués. En termes physiologiques, la MIE est le résultat final de défauts soit (a) de l’étirement initial du muscle œsophagien qui déclenche une voie mécanosensible pour l’initiation du péristaltisme, (b) de la contractilité œsophagienne intrinsèque, ou (c) de la résistance de  » postcharge  » que la contraction doit surmonter .

L’échec du péristaltisme a une valeur prédictive claire de la charge de reflux et est associé à une altération de la clairance du bolus et à une dysphagie symptomatique , bien que la corrélation entre la MIE et les symptômes ne soit pas parfaite , ce qui indique que les symptômes ne sont pas spécifiques de la MIE. La MIE est fréquente dans le reflux gastro-œsophagien (RGO) et sa prévalence augmente avec la gravité de l’œsophagite (25 % dans l’œsophagite légère et près de 50 % dans l’œsophagite grave). L’absence d’augmentation de la contraction du corps œsophagien pendant la MRS est actuellement utilisée pour identifier les patients ayant une faible réserve péristaltique et qui risquent donc de développer une dysphagie postopératoire après une chirurgie anti-reflux . Il est intéressant de noter que l’EMI peut soit persister après une chirurgie anti-reflux, soit se résoudre, soit apparaître comme une  » nouvelle  » découverte .

1. Osophagite éosinophile

Dans l’œsophagite éosoniphile (EoE), il existe une dissociation de la contraction du muscle longitudinal et circulaire pendant le péristaltisme primaire, démontrée par des mesures échographiques et manométriques simultanées . L’hypothèse est que l’infiltration éosinophile des couches musculaires ou l’apparition d’un remodelage tissulaire et d’une fibrose sont responsables de la dysmotilité œsophagienne observée. L’anomalie la plus courante observée à la HRM dans les cas d’EoE est la pressurisation panoesophagienne. Avec une attention spécifique aux patients pédiatriques atteints d’EoE, la manométrie œsophagienne prolongée montre un nombre accru de contractions isolées et de haute amplitude à côté d’une motilité œsophagienne inefficace pendant les périodes de jeûne et de repas .