Физиология сокращения матки и регуляция родов у человека и животных (Функции, Физиологическая регуляция, Патофизиология, Клиническое значение)

Введение

Клиницистам важно понимать нормальную физиологию родовой деятельности и сокращений матки , чтобы они могли лучше выявлять аномалии, которые могут привести к акушерским осложнениям, включая преждевременные роды и прекращение родов. Знание клеточного механизма сокращений матки также позволяет клиницистам лучше понять фармакотерапию, используемую для увеличения родов, индукции и токолиза.

Физиология родовой деятельности: Схватки при беременности

Сокращения матки также играют важную роль в минимизации послеродового кровотечения, что объясняет, почему многие лекарственные средства, используемые для лечения этого осложненного пути, участвуют в сократимости миометрия.

Клеточная связь и физиология родов

Матка имеет 3 слоя:

эндометрий
миометрий
наружный серозный слой

Мышечный слой, также известный как миометрий, расположен между эндометрием и серозным слоем. Сам миометрий имеет 2 слоя: круговой мышечный слой и продольный мышечный слой. [1] Эти слои работают вместе, чтобы удалить плод из полости матки. В некоторых исследованиях было высказано предположение, что клетки миометрия обладают способностью «стимулировать ритм», что способствует синхронным сокращениям матки, хотя доказательства этого противоречивы [2].

Есть несколько рецепторов на поверхности клеток миометрия, которые влияют на сократимость матки. К ним относятся:

Рецепторы окситоцина: агонист сократимости
Рецепторы эстрогена: сократимость агониста
Рецепторы прогестерона: антагонист сократительной способности

Бета2 адренергические рецепторы: антагонисты сократительной способности

Эти рецепторы являются мишенями многих лекарств, используемых при лечении аномальных родов.

Органы регулирующие функцию родовой деятельности

Сокращения миометрия в первую очередь затрагивают саму матку, а также эндокринную систему. Процесс начинается с гипоталамуса, в частности, паравентрикулярных и супраоптических ядер. Эти ядра генерируют и секретируют окситоцин, основной вклад которого составляет паравентрикулярное ядро. Окситоцин затем перемещается в задний гипофиз через гипоталамо-гипофизарный тракт. После поступления окситоцина в задний гипофиз он получает доступ к системному кровоснабжению, которое доставляет молекулу окситоцина к рецепторам окситоцина на клетках миометрия. Эпителиальная оболочка матки также вырабатывает окситоцин во время беременности, амнион и плаценту, где он действует как аутокринно, так и паракринно. [3] [4] Механизм положительной обратной связи окситоцина дополнительно катализирует начало родов.

Функция родовой деятельности

Основная функция сокращений матки заключается в удалении плода из полости матки. Тем не менее, сокращения также играют важную роль в минимизации послеродового кровотечения.

Механизм родов

Точная последовательность событий, которая приводит к сокращению матки, до сих пор в значительной степени неизвестна. Некоторые исследования предполагают, что механическое растяжение и гормоны работают вместе, чтобы вызвать сокращения в нормальных родах. [2] Однако из-за роли воспаления при преждевременных родах другие исследования показывают, что медиаторы воспаления, такие как цитокины и простагландины, инициируют сокращения матки.

Механическая растяжение матки

Механическое растяжение относится к напряжению на клетках миометрия при расширении матки. Физическое растяжение матки вызывает приток ионов, а именно натрия и кальция, которые изменяют потенциал действия через клетки миометрия. [9] [10] Это облегчает начало сокращений матки. Количество коннексинов (щелевых соединений) между клетками миометрия увеличивается непосредственно перед родами, что позволяет координировать сокращение мышц. Эти межклеточные контакты менее распространены на ранних сроках беременности, способствуя покою матки. [11] Также было высказано предположение, что чрезмерное расширение матки вызывает «воспалительный пульс», который дополнительно активирует сократимость миометрия.

Воспалительные медиаторы и физиология родов

Многие исследования показывают, что роды опосредованы процессу воспаления. [12] [13] Маркеры воспаления, в частности, включают простагландины, концентрация которых увеличивается до начала родов из-за функциональной отмены прогестерона, что приводит к увеличению соотношения эстрогена и прогестерона. [14]

Двумя наиболее изученными простагландинами, участвующими родовой деятельности, в частности в сокращениях матки, являются простагландин E1 (PGE1) и простагландин E2 (PGE2). Мизопростол является синтетической версией PGE1, которая, хотя первоначально была разработана для предотвращения язвенной болезни, доказала, что оказывает дозозависимый эффект на сократимость миометрия. [14]

PGE2 также играет роль в сокращениях матки, активируя рецепторы EP1 и EP3 на клетках миометрия. [15] Однако основным физиологическим эффектом PGE2 во время родов является активация медиаторов воспаления Il-8 и TNF-alpha, которые активируют коллагеназы и MMPs, что приводит к созреванию шейки матки. [14]

Простагландин F2-альфа (PGF2a) менее изучен, но считается, что он снижает уровни прогестерона и независимо увеличивает сократительную способность матки, стимулируя клетки гладких мышц. [16] Простагландины также играют роль в сокращениях матки после родов плода. В течение этого времени, также известного как стадия 3 родов, плацента выделяет простагландины, которые приводят к его отрыву от полости эндометрия. [17] Сокращения в этот период также сводят к минимуму послеродовое кровотечение. Отсутствие сокращений в течение этого периода может произойти из-за атонии матки.

Гормоны и регуляция родов и схваток

В число основных гормонов, регулирующих функцию родов , входят эстроген, прогестерон и окситоцин. Окситоцин является одним из наиболее широко изученных гормонов, участвующих в сокращениях матки. Исследования показывают, что повышенное соотношение эстрогена и прогестерона, которое происходит до начала родов, приводит к увеличению числа рецепторов окситоцина в матке. [18] Многие исследования на животных также показывают увеличение концентрации окситоцина перед родами; Тем не менее, существует ограниченное количество данных об этом явлении у людей из-за технических трудностей в получении уровня окситоцина у рожениц. [5]

Во время родов окситоцин высвобождается из задней доли гипофиза и демонстрирует положительную обратную связь при активации рецепторов на клетках миометрия. Эти рецепторы являются родопсиновыми белками класса 1 G, которые связаны с фосфолипазой C (PLC), которая затем активирует инозитолтрифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG.). IP3 мобилизует кальций из саркоплазматического ретикулума, который затем связывается с киназами легкой цепи миозина, в результате чего сокращение гладких мышц. [5]

Также было высказано предположение, что кальций, высвобождаемый из саркоплазматического ретикулума в клетках миометрия, активирует кальциевые каналы L-типа (управляемые напряжением) на поверхности клеточной мембраны миометрия, позволяя дальнейший приток ионов кальция, которые оказывают положительный инотропный эффект на миометрий.

Диагностика и тестирование фукции родов

Основные клинические методы мониторинга активности миометрия включают использование внешних токометров и катетеров для внутриматочного давления. Хотя оба устройства позволяют визуализировать сокращения в зависимости от частоты сердечных сокращений плода, только внутриматочные катетеры позволяют точно измерять силу сокращений матки.

Внешняя Токометрия

Два зонда расположены на животе женщины, один над дном матки, другой в непосредственной близости от сердца плода. Это стандартный метод мониторинга сокращений матки у рожениц.

Катетер для оценки внутриматочного давления

Тонкий катетер вводится в матку и отслеживает изменения давления. Стандартной единицей измерения является единица Монтевидео (MVU). Адекватные сокращения определяются как 200 MVU в течение 10 минут. Внутренний мониторинг имеет ограниченное применение, поскольку для его размещения требуется разрыв плодных оболочек. Он обычно используется в сочетании с электродом скальпа плода, который контролирует частоту сердечных сокращений плода.

Клиническое значение функции родового акта

Понимание физиологии сокращений матки позволяет клиницистам применять таргетную терапию как для индукции, так и для прекращения родов. Обычно используемые лекарства для индукции родов включают окситоцин, мизопростол и динопростон. Поскольку сокращения матки выполняют двойную функцию, чтобы минимизировать послеродовое кровотечение, это те же лекарства, которые используются для лечения послеродового кровотечения. Карбопрост, аналог PGF2a, является дополнительным лекарственным средством, используемым для лечения послеродового кровотечения, которое не используется для индукции родов.

Лекарства, используемые для прекращения преждевременных родов, противодействуют сокращению матки. Обычно используемые токолитики включают нифедипин, тербуталин, сульфат магния, индометацин и атозибан. Из этих токолитических средств наиболее перспективными с точки зрения эффективности являются бета-симпатомиметики, антагонисты окситоциновых рецепторов и блокаторы кальциевых каналов [19]. В медицине и ветеринарии существуют лекарства, используемые для индукции родов и токолиза. Знание нормальной физиологии сокращений матки также позволяет клиницистам лучше различать истинное начало родов и продромальный родов, также известный как сокращения Брэкстона-Хикса. Настоящий труд состоит из сокращений через равные промежутки времени. По мере развития родов эти сокращения становятся сильнее, а время между каждым сокращением уменьшается. Сокращения продромального родов происходят спорадически и не увеличиваются в силе.

Понимание нормальной схемы сокращений также полезно при определении ареста труда, который имеет различное управление в зависимости от стадии. Например, задержанная латентная фаза является показателем увеличения окситоцина, в то время как остановленная активная фаза является показанием к кесареву сечению. Определение истинного прекращения родов требует анализа адекватности сокращений матки, что требует использования катетера для внутриматочного давления. Активная фаза ареста предъявляет особые требования, которые включают 4 или более часов адекватных сокращений или 6 или более часов недостаточных сокращений. Эти определения важны для врачей, потому что они диктуют алгоритмы управления.

Литература по физиологии родов

Weiss S, Jaermann T, Schmid P, Staempfli P, Boesiger P, Niederer P, Caduff R, Bajka M. Three-dimensional fiber architecture of the nonpregnant human uterus determined ex vivo using magnetic resonance diffusion tensor imaging. Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol. 2006 Jan;288(1):84-90.
Garfield RE, Maner WL. Physiology and electrical activity of uterine contractions. Semin. Cell Dev. Biol. 2007 Jun;18(3):289-95.
Voltolini C, Petraglia F. Neuroendocrinology of pregnancy and parturition. Handb Clin Neurol. 2014;124:17-36.
Iliodromiti Z, Antonakopoulos N, Sifakis S, Tsikouras P, Daniilidis A, Dafopoulos K, Botsis D, Vrachnis N. Endocrine, paracrine, and autocrine placental mediators in labor. Hormones (Athens). 2012 Oct-Dec;11(4):397-409.
Arrowsmith S, Wray S. Oxytocin: its mechanism of action and receptor signalling in the myometrium. J. Neuroendocrinol. 2014 Jun;26(6):356-69.
Findlay AL. The control of parturition. Res Reprod. 1972 Sep;4(5):Chart.
Neumann I, Douglas AJ, Pittman QJ, Russell JA, Landgraf R. Oxytocin released within the supraoptic nucleus of the rat brain by positive feedback action is involved in parturition-related events. J. Neuroendocrinol. 1996 Mar;8(3):227-33. Ravanos K, Dagklis T, Petousis S, Margioula-Siarkou C, Prapas Y, Prapas N. Factors implicated in the initiation of human parturition in term and preterm labor: a review. Gynecol. Endocrinol. 2015;31(9):679-83.
Kao CY, McCullough JR. Ionic currents in the uterine smooth muscle. J. Physiol. (Lond.). 1975 Mar;246(1):1-36.
Wray S, Burdyga T, Noble D, Noble K, Borysova L, Arrowsmith S. Progress in understanding electro-mechanical signalling in the myometrium. Acta Physiol (Oxf). 2015 Feb;213(2):417-31.
Lefebvre DL, Piersanti M, Bai XH, Chen ZQ, Lye SJ. Myometrial transcriptional regulation of the gap junction gene, connexin-43. Reprod. Fertil. Dev. 1995;7(3):603-11.
Adams Waldorf KM, Singh N, Mohan AR, Young RC, Ngo L, Das A, Tsai J, Bansal A, Paolella L, Herbert BR, Sooranna SR, Gough GM, Astley C, Vogel K, Baldessari AE, Bammler TK, MacDonald J, Gravett MG, Rajagopal L, Johnson MR. Uterine overdistention induces preterm labor mediated by inflammation: observations in pregnant women and nonhuman primates. Am. J. Obstet. Gynecol. 2015 Dec;213(6):830.e1-830.e19.
Park JS, Park CW, Lockwood CJ, Norwitz ER. Role of cytokines in preterm labor and birth. Minerva Ginecol. 2005 Aug;57(4):349-66.
Bakker R, Pierce S, Myers D. The role of prostaglandins E1 and E2, dinoprostone, and misoprostol in cervical ripening and the induction of labor: a mechanistic approach. Arch. Gynecol. Obstet. 2017 Aug;296(2):167-179.
Kandola MK, Sykes L, Lee YS, Johnson MR, Hanyaloglu AC, Bennett PR. EP2 receptor activates dual G protein signaling pathways that mediate contrasting proinflammatory and relaxatory responses in term pregnant human myometrium. Endocrinology. 2014 Feb;155(2):605-17.
De Rensis F, Saleri R, Tummaruk P, Techakumphu M, Kirkwood RN. Prostaglandin F2α and control of reproduction in female swine: a review. Theriogenology. 2012 Jan 01;77(1):1-11.
Husslein P. [The importance of oxytocin and prostaglandins to the mechanism of labor in humans]. Wien Klin Wochenschr Suppl. 1984;155:1-32.
Ilicic M, Butler T, Zakar T, Paul JW. The expression of genes involved in myometrial contractility changes during ex situ culture of pregnant human uterine smooth muscle tissue. J Smooth Muscle Res. 2017;53(0):73-89.
Hösli I, Sperschneider C, Drack G, Zimmermann R, Surbek D, Irion O., Swiss Society of Obstetrics and Gynecology. Tocolysis for preterm labor: expert opinion. Arch. Gynecol. Obstet. 2014 Apr;289(4):903-9.

^Наверх