Маточные сокращения — это мышечные сокращения гладкой мускулатуры матки , которые могут происходить с различной интенсивностью как в небеременном, так и в беременном состоянии матки. Небеременная матка претерпевает небольшие спонтанные сокращения в дополнение к более сильным скоординированным сокращениям во время менструального цикла и оргазма. На протяжении всей беременности [1] матка входит в состояние покоя матки из-за различных нервных и гормональных изменений. Во время этого состояния матка претерпевает мало или совсем не сокращается, хотя спонтанные сокращения все еще происходят для того, чтобы клетки миоцитов матки испытывали гипертрофию . [1] Беременная матка сильно сокращается только во время оргазмов, родов и в послеродовой период, чтобы вернуться к своим естественным размерам. [2]
Сокращения матки, происходящие в течение менструального цикла , также называемые эндометриальными волнами 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. или меньше. Этот субэндометриальный слой богат рецепторами эстрогена и прогестерона . [3] Частота сокращений увеличивается до 3–4 в минуту к овуляции . Во время лютеиновой фазы частота и интенсивность уменьшаются, возможно, для облегчения имплантации .
Если имплантация не происходит, частота сокращений остается низкой; но во время менструации интенсивность резко возрастает до 50–200 мм рт. ст. , вызывая схватки, похожие на родовые. [3] Эти сокращения иногда называют менструальными спазмами , [4] хотя этот термин также используется для обозначения менструальной боли в целом. Эти сокращения могут быть неприятными или даже болезненными, [5] но они, как правило, значительно менее болезненны, чем сокращения во время родов. Болезненные сокращения называются дисменореей .
Было высказано предположение, что сдвиг в экспрессии миозина в гладких мышцах матки возникает из-за изменений в направлениях сокращений матки во время менструального цикла. [3]
Маточные сокращения являются важной частью естественных родов , [6] которые происходят во время процесса родов и родоразрешения (обычно это исключает кесарево сечение ). Эти родовые сокращения характеризуются ритмичным сокращением и расслаблением миометрия , самой выдающейся мышцы матки. Родовые сокращения в первую очередь служат цели открытия и расширения шейки матки , [7] , что приводит к содействию прохождению ребенка через влагалищный канал во время первой стадии родов.
На протяжении всей беременности матка испытывает двигательную денервацию, что подавляет спонтанные сокращения. Остальные сокращения в основном контролируются гормонально. Снижение координации клеток гладких мышц матки снижает эффективность сокращений, заставляя матку входить в состояние покоя матки. [8] В начале родов сокращения могут быть прерывистыми и нерегулярными, [7] но перейдут в более скоординированный режим по мере прогрессирования родов. [7] Этот переход регулируется различными миогенными, нейрогенными и гормональными факторами, работающими совместно. [8] По мере прогрессирования родов сокращения, как правило, увеличиваются по частоте и интенсивности, что приводит к значительному повышению внутриматочного давления. [7]
В противном случае не все схватки, которые испытывают беременные женщины, являются признаками начала родов. Некоторые женщины испытывают то, что обычно называют схватками Брэкстона-Хикса, до их первоначальной даты родов, которые характеризуются как «ложные схватки». Хотя эти схватки похожи на родовые сокращения матки, они не играют заметной роли в раскрытии шейки матки или прогрессировании родов.
Гормон окситоцин был идентифицирован как вызывающий сокращения матки и роды в целом. [9] Окситоцин вырабатывается организмом естественным образом, а с 1950-х годов он также был доступен в синтетической фармацевтической форме . [10] [ 11] В любой форме окситоцин стимулирует сокращения матки, ускоряя процесс родов . Выработка и секреция окситоцина контролируются механизмом положительной обратной связи , где его первоначальное высвобождение, либо естественным путем, либо в фармацевтической форме, стимулирует выработку и высвобождение дальнейшего окситоцина. Например, когда окситоцин высвобождается во время сокращения матки в начале родов, это стимулирует выработку и высвобождение большего количества окситоцина и увеличение продолжительности, интенсивности и частоты сокращений. Этот процесс усугубляется по интенсивности и частоте и продолжается до тех пор, пока не прекратится инициирующая активность.
Концентрация простагландинов в плазме крови и амниотической жидкости увеличивается во время родов. [5] Эти воспалительные медиаторы стимулируют сокращения миометрия, вызывая роды. [5] Простагландины также связаны с изменениями в формировании щелевых контактов 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]
Маточные сокращения можно отслеживать с помощью кардиотокографии , при которой устройство прикрепляется к коже матери или непосредственно к черепу плода. Давление, необходимое для выравнивания участка стенки матки, коррелирует с внутренним давлением, тем самым давая его оценку. [13]
Тип технологии мониторинга, разрабатываемой в Университете Дрекселя, заключается в внедрении проводящих нитей в трикотажную ткань пояса. Когда волокна растягиваются в ответ на сокращение, нити действуют как антенны и отправляют сигналы, которые они улавливают, на встроенный чип RFID ( устройство радиочастотной идентификации ), который сообщает данные. [14]
Мембранный потенциал покоя (V rest ) гладкой мускулатуры матки, как было зарегистрировано, 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 ионов K + во внутриклеточном пространстве, чем во внеклеточном пространстве. Впоследствии, наличие каналов K + открытыми в большей степени, чем каналы Na + , приводит к общему оттоку положительных ионов, что приводит к отрицательному потенциалу.
Этот потенциал покоя подвергается ритмическим колебаниям, которые были названы медленными волнами и отражают внутреннюю активность потенциалов медленных волн . [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 этих ионов. [3] K + является основным ионом, ответственным за такие изменения в ионном потоке , отражая изменения в различных каналах K + . [3]
Поскольку матка в значительной степени денервируется во время беременности, маловероятно, что какая-либо скоординированная нервная регуляция миометрия осуществляется централизованно. [15]
Взаимодействие возбуждения и сокращения гладких мышц матки также очень похоже на взаимодействие других гладких мышц в целом: внутриклеточное увеличение содержания кальция (Ca 2+ ) приводит к сокращению.
Оксид азота (NO) особенно эффективен для расслабления миометрия и фактически имеет более низкую ингибирующую концентрацию 50% (Ki) в миометрии человека, чем у морской свинки или нечеловекообразных приматов. [15]
Механизмы релаксации гладких мышц матки существенно отличаются от механизмов релаксации 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]
Этически пожертвованные ткани матки человека могут быть использованы для измерения сократимости матки ex vivo . В этих экспериментах срезы миометрия помещаются в систему ванны для органов , которая измеряет изменения в производстве изометрической силы. После функциональных проверок, чтобы убедиться, что ткань физиологически активна, соединения могут быть добавлены в ванну для органов в возрастающих концентрациях для создания кумулятивной кривой концентрация-реакция (CCRC).
Ключевым преимуществом измерения сократимости матки ex vivo является возможность устранения различий между видами. 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 сократимость матки у крыс, мышей и свиней, он не предотвращает сократимость матки у людей. [17]