Сокращения матки — это мышечные сокращения гладких мышц матки , которые могут возникать с различной интенсивностью как у небеременной, так и у беременной матки. Матка небеременной женщины испытывает небольшие спонтанные сокращения в дополнение к более сильным и скоординированным сокращениям во время менструального цикла и оргазма. На протяжении беременности [1] матка входит в состояние покоя матки из-за различных нервных и гормональных изменений. В этом состоянии матка практически не подвергается сокращениям, хотя спонтанные сокращения все еще происходят, что приводит к гипертрофии клеток миоцитов матки . [1] Беременная матка сильно сокращается только во время оргазма, родов и в послеродовом периоде, чтобы вернуться к своему естественному размеру. [2]
Сокращения матки, возникающие на протяжении всего менструального цикла , также называемые волнами эндометрия или сократительными волнами [3] , по-видимому, затрагивают только субэндометриальный слой миометрия . [3]
В ранней фолликулярной фазе сокращения матки у небеременной женщины происходят 1–2 раза в минуту и длятся 10–15 секунд с низкой интенсивностью, обычно 30 мм рт. ст. и менее. Этот субэндометриальный слой богат рецепторами эстрогена и прогестерона . [3] К овуляции частота схваток увеличивается до 3–4 в минуту . Во время лютеиновой фазы частота и интенсивность уменьшаются, возможно, для облегчения имплантации .
Если имплантация не происходит, частота схваток остается низкой; но во время менструации интенсивность резко возрастает до 50–200 мм рт. ст. , вызывая схватки, похожие на схватки. [3] Эти сокращения иногда называют менструальными спазмами , [4] хотя этот термин также используется для обозначения менструальной боли в целом. Эти схватки могут быть неприятными или даже болезненными, [5], но обычно они значительно менее болезненны, чем схватки во время родов. Болезненные схватки называются дисменореей .
Было высказано предположение , что сдвиг экспрессии миозина в гладких мышцах матки возникает из-за изменений направления сокращений матки во время менструального цикла. [3]
Сокращения матки являются жизненно важной частью естественных родов [6] , которые происходят в процессе родов и родов (обычно это исключает кесарево сечение ). Эти родовые схватки характеризуются ритмичным сжатием и расслаблением миометрия , самой выступающей мышцы матки. Родовые схватки в первую очередь служат цели открытия и расширения шейки матки [7] , что приводит к содействию прохождению ребенка через вагинальный канал во время первого периода родов.
На протяжении всей беременности матка испытывает двигательную денервацию, что приводит к торможению спонтанных сокращений. Остальные сокращения преимущественно контролируются гормонально. Снижение координации гладкомышечных клеток матки снижает эффективность сокращений, в результате чего матка переходит в состояние маточного покоя. [8] В начале родов схватки могут первоначально быть прерывистыми и нерегулярными, [7] но по мере развития родов они перейдут в более скоординированный характер. [7] Этот переход регулируется различными миогенными, нейрогенными и гормональными факторами, действующими вместе. [8] По мере развития родов частота и интенсивность схваток обычно увеличивается, что приводит к значительному повышению внутриматочного давления. [7]
В противном случае не все схватки, которые испытывают беременные, являются признаком начала родов. Некоторые женщины испытывают так называемые схватки Брэкстона-Хикса до первоначального срока родов, которые характеризуются как «ложные роды». Хотя эти сокращения похожи на родовые сокращения матки, они не играют заметной роли в раскрытии шейки матки или прогрессировании родов.
Было установлено, что гормон окситоцин вызывает сокращения матки и роды в целом. [9] Окситоцин вырабатывается организмом естественным путем, а с 1950-х годов он также доступен в синтетической фармацевтической форме . [10] [11] В любой форме окситоцин стимулирует сокращения матки, ускоряя процесс родов . Производство и секреция окситоцина контролируется механизмом положительной обратной связи , при котором его первоначальное высвобождение, естественно или в фармацевтической форме, стимулирует выработку и высвобождение дальнейшего окситоцина. Например, когда окситоцин выделяется при сокращении матки в начале родов, это стимулирует выработку и выделение большего количества окситоцина, а также увеличение продолжительности, интенсивности и частоты схваток. Этот процесс нарастает по интенсивности и частоте и продолжается до тех пор, пока не прекратится провоцирующая активность.
Концентрация простагландинов в плазме крови и околоплодных водах повышается во время родов. [5] Эти медиаторы воспаления стимулируют сокращения миометрия, вызывая роды. [5] Простагландины также связаны с изменениями в формировании щелевых соединений и экспрессии коннексина-43 во время родов. [9]
Сокращения матки и влагалища обычно происходят во время женской сексуальной стимуляции , включая сексуальное возбуждение и оргазм . [12]
Сокращения матки можно контролировать с помощью кардиотокографии , при которой устройство прикрепляется к коже матери или непосредственно к коже головы плода. Давление, необходимое для выравнивания участка стенки матки, коррелирует с внутренним давлением, тем самым обеспечивая его оценку. [13]
Технология мониторинга, разрабатываемая в Университете Дрекселя, предполагает встраивание проводящих нитей в трикотажную ткань пояса. Когда волокна растягиваются в ответ на сокращение, нити действуют как антенна и отправляют улавливаемые ими сигналы на встроенный чип RFID ( устройство радиочастотной идентификации ), который передает данные. [14]
Мембранный потенциал покоя (V rest ) гладких мышц матки составляет от -35 до -80 мВ . [3] Как и мембранный потенциал покоя других типов клеток, он поддерживается насосом Na + / K + , который вызывает более высокую концентрацию ионов Na + во внеклеточном пространстве, чем во внутриклеточном пространстве , и более высокую концентрацию K + ионов во внутриклеточном пространстве, чем во внеклеточном пространстве. Впоследствии, если каналы K + открыты в большей степени, чем каналы Na + , это приводит к общему оттоку положительных ионов, что приводит к отрицательному потенциалу.
Этот потенциал покоя подвергается ритмическим колебаниям, которые получили название медленных волн и отражают внутреннюю активность медленных волновых потенциалов . [3] Эти медленные волны вызваны изменениями в распределении ионов Ca 2+ , Na + , K + и Cl − между внутриклеточным и внеклеточным пространствами, что, в свою очередь, отражает проницаемость плазматической мембраны для каждого из них. ионы. [3] K + является основным ионом, ответственным за такие изменения потока ионов , отражающие изменения в различных K + -каналах. [3]
Поскольку во время беременности матка существенно денервируется, маловероятно, чтобы какая-либо скоординированная нервная регуляция миометрия осуществлялась централизованно. [15]
Взаимодействие возбуждения-сокращения гладких мышц матки также очень похоже на взаимодействие других гладких мышц в целом, при этом внутриклеточное увеличение кальция (Ca 2+ ) приводит к сокращению.
Оксид азота (NO) особенно эффективен для расслабления миометрия и фактически имеет более низкую ингибирующую концентрацию (50% (Ki)) у человека, чем в миометрии морской свинки или примата, не являющегося человеком. [15]
Механизмы расслабления гладких мышц матки существенно отличаются от механизмов расслабления других гладких мышц человека. [15] Удаление Ca 2+ после сокращения вызывает расслабление гладких мышц и восстанавливает молекулярную структуру саркоплазматического ретикулума для следующего сократительного стимула. [3]
Ткани матки человека, пожертвованные этическим путем, можно использовать для измерения сократимости матки ex vivo . В этих экспериментах срезы миометрия помещаются в систему ванны для органов , чтобы измерить изменения в производстве изометрической силы. После функциональных проверок, чтобы убедиться в физиологической активности тканей, в ванну для органов можно добавлять соединения в возрастающих концентрациях для создания кумулятивной кривой концентрации-реакции (CCRC).
Ключевым преимуществом измерения сократительной способности матки ex vivo является возможность устранения видовых различий. Например, хотя магний снижает сократимость миометрия в исследованиях на животных и in vitro , он не демонстрирует такого же эффекта в клинических исследованиях . [16] И хотя было показано, что пептидный гормон релаксин подавляет сократительную способность матки у крыс, мышей и свиней, он не предотвращает сократительную способность матки у людей. [17]