Микроструктура матки

Различают сократительные, саркоплазматические и стромальные белки миометрия.

Сократительные белки матки состоят из актина и миозина, которые образуют сократительные нити (филаменты). Толстые нити состоят из миозина, тонкие — из актина. Молекула миозина присоединяется к актину. При сокращении мышечной клетки используется энергия АТФ, и миозин смещается вдоль молекулы актина. При расслаблении миозин отсоединяется от актина.

Совокупность множества таких циклов (соединение — разъединение) и составляет сущность сокращения каждого гладкомышечного волокна.

Во время сокращения актиновые и миозиновые нити не укорачиваются, а при расслаблении или растяжении их длина не увеличивается. Тонкие филаменты попросту вытягиваются из промежутков между толстыми нитями. Скорость скольжения и расщепления АТФ в гладкомышечных клетках в 100—1000 раз ниже, чем в сердце и поперечнополосатых мышцах.

В связи с этим гладкие мышцы хорошо приспособлены для длительного сокращения.

Саркоплазматические белки участвуют в процессе метаболизма клеток, жировом и углеводном обмене, обеспечивают транспорт кислорода при интенсивной мышечной работе в родах.

Стромальные белки относятся к соединительнотканным. Хотя прямого участия в сокращении миометрия они не принимают, но придают матке упругость и прочность. При аборте, самопроизвольном выкидыше, воспалении матки, частых родах стромальные белки частично разрушаются, что отражается на структуре стенки матки. Появляются участки надрывов и даже разрывов отдельных пучков миометрия.

Во время беременности количество белков в миометрии увеличивается, особенно саркоплазматических, которые к сроку родов составляют от 40 до 55 % от всех белков матки, что значительно повышает ее сократительную активность.

Итак, миометрии представляет собой специализированную ткань, обладающую способностью превращать биохимическую энергию в механическую энергию сокращения. Гладкие мышцы матки содержат следующие миофибриллярные сократительные белки: миозин, актин, тропонин и тропомиозин. Тропомиозин обусловливает тоническую функцию миометрия.

При соединении актина с миозином образуется сократительный комплекс: актомиозин, который сокращается скручиванием. Миозин обладает свойствами АТФазы, молекулы АТФ являются источником энергии, необходимой для сокращения. Обладая свойствами фермента, миозин катализирует гидролиз АТФ.

В покое мостики мышечных клеток выпрямлены благодаря электростатическим силам, действующим между ионизированным АТФ и фиксированным отрицательным зарядом. Ион кальция, высвобождающийся при возбуждении, образует электрически заряженное звено, связывающее концы мостиков актина и миозина по принципу притяжения. Таким образом, актин и миозин перемещаются с помощью ионов кальция. Одновременно заряды, под действием которых мостики находились в выпрямленном состоянии, нейтрализуются, и мостик сокращается, притягивая нити актина и миозина друг к другу. Этот цикл в родах повторяется много раз в процессе сокращения и расслабления матки, вызывая непрерывное движение нитей.

Главным источником энергии в клетке служит распад АТФ. На конце каждой белковой цепочки находится активный ферментативный центр, способный разлагать АТФ, а также другой центр, функцией которого является связывание актина. Эти центры действуют попеременно и ритмично, определяя автоматизм схваток.

Высокая потребность в энергии во время родовой схватки обеспечивается наличием большого количества гликогена в мышечной ткани, а также обилием митохондрий в саркоплазме. Миофибриллы проходят вдоль продольной оси мышечной клетки, разделяясь на саркомеры длиной 2—3 мкм каждый. Саркомеры уложены в правильном порядке друг с другом, в результате чего образуются поперечные полоски, видимые даже в обычном микроскопе.

Скользящий характер мышечного сокращения вызван изменениями наклона поперечных мостиков. В процессе сокращения обязательным является жесткое соединение глобулярной «головы» миозина с актином, а в дальнейшем изменение угла этого соединения. Установлено, что силы, действующие между миозином и актином, приводят к скручиванию «головы» миозина тонкого филамента, который затем через посредство другого филамента молекулы миозина действует как прочный, не подвергающийся деформации стержень.

Таким образом, в основе сократительной функции матки лежит процесс превращения химической энергии АТФ в механическую. Сокращение гладкомышечной клетки обусловлено взаимодействием молекул сократительных белков. Основным источником энергии, необходимой для сокращения мышцы, является АТФазная активность миозина. Энергию АТФ использует также актин — второй компонент сократительного белка. Конечным результатом выхода энергии при расщеплении АТФ является скольжение нитей актина и миозина по отношению друг к другу, что приводит к укорочению мышечных клеток, волокон, мышечного пучка, т. е. к сокращению.

Рассмотренные процессы свидетельствуют о тесной связи между системой сократительных белков и источником энергии, необходимой для сокращения.

Во время продолжительного сокращения матки (роды) происходит аэробная регенерация АТФ за счет окислительного фосфорилирования. Необходимая для этого энергия выделяется в результате окисления углеводов и жиров.

Вся система находится в состоянии динамического равновесия, при котором скорость образования и расщепления АТФ равны. Внутриклеточный концентрации АТФ и креатинфосфата также постоянны.

Если предел, необходимый для длительной работы матки, превышен, происходит расщепление дополнительного количества глюкозы анаэробным путем (посредством гликолиза). При этом АТФ образуется в 2—3 раза быстрее, но ресурсы анаэробного гликолиза быстро истощаются, наступает утомление. В клетках и крови накапливается молочная кислота, образующаяся при гидролизе АТФ, развивается метаболический ацидоз. Клинически эта патология проявляется слабостью родовой деятельности.

Существуют основные причины нарушения энергетики матки: некоординированные схватки на фоне гипертонуса миометрия, наличие препятствия для раскрытия шейки или продвижения плода (узкий таз, ригидность тканей шейки, наличие низкорасположенного миоматозного узла), а также чрезмерно сильная родовая деятельность.

Таким образом, строение матки обусловлено особенностями ее сложной функции. Мышечные волокна и слои миометрия имеют такую организацию, которая позволяет одному органу осуществлять одновременно процессы растяжения и сокращения, т. е. двойственные противоположные функции.

Слои миометрия имеют различную анатомическую направленность, зависящую от целевой ориентации. Наружный и срединный (васкулярный) слои в родах интенсивно сокращаются, внутренний (субваскулярный) сокращается слабо, как бы охраняя плод от чрезмерных механических перегрузок.

Автоматизм сокращения матки в родах определяется ионными потоками и движением филаментов.

Ткань миометрия специализирована на превращении химической энергии расщепления АТФ, глюкозы в механическую работу. Сокращения матки в схватке не подчиняются воле человека, носят автоматический характер и протекают значительно медленнее, чем в мышце сердца и скелетной мускулатуре. Чрезмерно повышенный тонус миометрия потребляет слишком большое количество энергии, что может привести к истощению энергетических ресурсов и развитию аномальной родовой деятельности.

Иннервация матки

Матка иннервируется нервными волокнами, отходящими от нижнего подчревного сплетения, которое образуется из нервных волокон поясничного отдела симпатического ствола и ветвей крестцового. При этом тело матки имеет преимущественно симпатическую, а перешеек и шейка — парасимпатическую иннервацию.

Особенностью вегетативной нервной системы, состоящей по существу из двух подсистем — симпатической (адренергическая) и парасимпатической (холинергическая), является наличие двухнейронных или трехнейронных структур. Если нервы соматической нервной системы соединяются со скелетными мышцами без перерыва, то эфферентный путь вегетативной нервной системы обязательно прерывается в нервных — вегетативных — узлах (преганглионарные и постганглионарные нейроны). При этом каждый участок нервного пути может взять на себя регулирующую функцию.

Передача возбуждения с одного нейрона на другой и на иннервируемый орган (матка) осуществляется через медиатор. Симпатическая нервная система выделяет норадреналин и адреналин, а парасимпатическая — ацетилхолин.

Несомненно, понятие «симпатическая» и «парасимпатическая» нервная система не однозначно с термином «адренергическая» и «холинергическая» система. К адренергической системе относят также гормоны надпочечников, хромаффинную ткань, располагающуюся по ходу кровеносных сосудов. Адренергические вещества, выделяемые хромаффиноцитами, которые в онтогенезе произошли из симпатических элементов, поступают в кровь и осуществляют регуляцию тонуса и просвета маточных сосудов гуморальным путем.

Кроме высших центров вегетативной регуляции, имеются местные центры — нервные сплетения: чревное (солнечное), почечное, верхнее и нижнее подчревные, крестцовое, маточно-влагалищное, тазовое и т. д.

Все преганглионарные нейроны являются холинергическими, так как выделяют ацетилхолин. Большая часть постганглионарных нейронов относится к симпатическим (адренергические), продуцирующим катехоламины, и меньшая — к парасимпатическим (холинергические), выделяющим ацетилхолин.

Двойная иннервация имеет исключительно важное значение в обеспечении тонкой и точной регуляции деятельности внутренних органов. В то время как симпатические нервные волокна проникают во все органы, парасимпатические разветвляются лишь в некоторых (матка).

Симпатические и парасимпатические нервы оказывают неодинаковое влияние на матку, иногда противоположное. Однако понятие «антагонизм» следует понимать как механизм соединения противоположно действующих факторов, направленных на осуществление единой функции (сохранить беременность либо изгнать плод из матки).

Ацетилхолин и норадреналин — два основных медиатора, осуществляющих передачу возбуждения в синапсах вегетативной нервной системы, регулирующих процесс растяжения миометрия, кратковременные сокращения матки во время беременности для освобождения от венозного полнокровия, а также циклы схваток (сокращение — расслабление — пауза).

Симпатико-адреналовая система находится в тесном взаимодействии с адренокортикальными структурами. При возбуждении симпатико-адреналовой системы продуцируются катехоламины, которые в свою очередь стимулируют образование кортикостероидов.

Большинство прямых взаимодействий в вегетативной иннервации носит антагонистический характер (сокращение — расслабление, сужение — расширение), однако имеют место и синергические взаимоотношения, когда нужно усилить эффект действия.

Деятельность обеих подсистем регулируется центрами, расположенными в спинном мозге и гипоталамусе. При этом высшие центры вегетативной нервной системы находятся в непосредственной близости от центра, регулирующего психосоматические функции организма, поэтому они оказывают влияние друг на друга.

Перевозбуждение психосоматического центра в гипоталамусе вызывает нарушение функционального равновесия между симпатической и парасимпатической системами.

Отрицательные эмоции, усталость, переутомление, плохой сон, нервно-эмоциональные напряжения неизменно сопровождаются нарушением динамического равновесия вегетативных подсистем. В свою очередь это отражается на сократительной функции матки, ее гемодинамике, микроциркуляции и возникновении таких осложнений, как преждевременные роды или перенашивание беременности, запоздалые роды, аномалии родовой деятельности (дискоординация).

На основании результатов гистохимических и электрофизиологических исследований установлено, что медиатор, высвобождающийся во время возбуждения вегетативной нервной системы, активирует сразу целую группу мышечных клеток. Преганглионарное волоконцо контактирует со множеством постганглионарных нейронов, так как их в 20—100 раз больше. Каждое из постганглионарных волокон в свою очередь охватывает множество однотипно расположенных клеток миометрия, поэтому возбуждение быстро передается и распространяется по всей матке.

Особенность иннервации гладких мышц матки заключается в том, что отдельные нервы состоят не только из однородных, но и смешанных нервных волокон, поэтому различно ориентированные мышечные пучки могут сокращаться и расслабляться одновременно. Симпатико-адреналовая нервная система играет важную роль в сохранении гомеостаза, особенно в таком стрессовом процессе, каким являются роды.

Активизация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатико-адреналовой систем матери и плода способствует мобилизации внутренних ресурсов организма, обеспечивает необходимую адаптацию в условиях, когда к организму предъявляются чрезвычайно высокие требования.

Медиаторы адренергической нервной системы высвобождаются из связанной формы и проникают к эффекторной части клетки. Эффект действия зависит от типа и плотности расположения рецепторов, количества и вида выделяемого медиатора, наличия мостиков и величины щелевидных пространств между мышечными клетками миометрия.

Воздействие на α-адренорецепторы вызывает повышение возбудимости, усиление тонуса и сократительной активности матки. На α-адренорецепторы, которые образуются при участии эстрогенов, и плотность их образования действуют различные сокращающие вещества: простагландины (Е₂ и F_2α), окситоцин, выделяемый гипофизом матери и плода, серотонин, гистамин и другие биологически активные вещества, а также фармакологические препараты тономоторного действия (хинин, питуитрин, окситоцин и др.). Увеличение содержания катехоламинов стимулирует образование простагландинов и окситоцина.

α-Адренорецепторы осуществляют противоположное действие на миометрий. Воздействие на β-адренорецепторы вызывает снижение тонуса, уменьшение возбудимости и сократительной активности матки. Образование и плотность расположения β-рецепторов определяются уровнем прогестерона и релаксина.

При возбуждении α- или блокаде β-адренорецепторов сократительная деятельность матки усиливается. При блокаде α- или возбуждении β-адренорецепторов, наоборот, подавляется. Так действуют токолитики (партусистен, гинипрал).

В экспериментальных и клинических исследованиях установлено, что снижение активности симпатико-адреналовой системы является одной из основных причин слабости родовой деятельности.

Эстрогены повышают в крови уровень норадреналина, который образуется из дофамина при участии нейрогормонов — эндорфинов. Эндорфины выделяются тканями головного мозга и обладают антистрессовым и обезболивающим действием.

При недостатке продукции эндорфинов происходит накопление дофамина, снижение уровня норадреналина, что изменяет функциональное равновесие между симпатико-адреналовой и парасимпатической (холинергической) системами. Отмечена взаимообусловленность чрезмерной психической напряженности, чувства тревоги, страха, угнетенного состояния роженицы с низким содержанием антистрессовых гормонов.

Морфино- и опиатоподобные соединения (эндорфины) повышают устойчивость женщины к родовой боли, кровопотере, инфекции. И напротив, низкая продукция «гормонов антистрессовой толерантности», которая клинически проявляется чувством тревоги, депрессии, страха, влияет на порог болевой чувствительности и повышение частоты осложнений в родах.

Медиатором холинергической системы (парасимпатическая вегетативная подсистема) является ацетилхолин. Л. С. Персианинов в экспериментальных исследованиях доказал значение холинергических механизмов в нарушении сократительной деятельности матки и зависимость ее от концентрации ацетилхолина. Инактивация ацетилхолина происходит под влиянием ацетилхолинэстеразы.

Во время беременности и в родах отмечаются постоянные колебания в крови соотношения концентраций адренергических и холинергических субстанций и ферментов. Их равнодействующая в конкретный момент определяет степень возбудимости гладкомышечных клеток.

Различие в плотности и локализации рецепторов, а также соотношения симпатических и парасимпатических медиаторов в продольных и круговых мышечных пучках имеет определяющее значение в физиологии сокращения матки. Они могут быть физиологическими и патологическими. Физиологические сокращения матки во время беременности поддерживают нормальный кровоток и микроциркуляцию в миометрии. Патологические сокращения повышают тонус и внутриматочное давление в полости матки.

Симпатическая иннервация преобладает в продольно расположенных мышечных пучках наружного и срединного слоя миометрия, в дне и теле матки, а также вокруг сосудов. Парасимпатическая — главным образом локализуется в круговых и спиралеобразно ориентированных мышечных волокнах, которые располагаются преимущественно в нижнем сегменте и шейке матки, хотя в меньшем количестве имеются во всех слоях и пучках миометрия.

Попеременное их действие и определяет автоматизм схваток: сокращение — расслабление — пауза (маточный цикл).

Координированные схватки характеризуются синхронным сокращением продольно расположенных мышц дна и тела с одновременным расслаблением пучков миометрия, ориентированных в поперечном направлении. Такие пучки преобладают в перешейке (нижний сегмент) матки и области внутреннего зева. Импульсы действия от симпатической и парасимпатической нервной системы могут возникать в гипоталамусе не попеременно, а одновременно, что вызывает сильный спастический эффект сокращения. В таких случаях все слои и гладкомышечные пучки матки сокращаются одновременно. Механизм раскрытия шейки в родах изменяется. Чтобы преодолеть сопротивление (спазм) поперечно расположенных мышечных пучков, необходимы большая сила и длительность схватки, что сопровождается разрывами шейки матки, а иногда и надрывами миометрия в области маточного зева.

В случае преобладания тонуса парасимпатической нервной системы над тонусом симпатической развивается дискоординация схваток, появляются сегментарный спазм и дистоции шейки матки. Схватки становятся резко болезненными, раскрытие шейки матки замедляется.

Адренергическая система участвует в рефлекторных реакциях на уровне спинного мозга. Сократительная активность матки может повышаться на какое-то время из-за насильственного расширения шейки матки по принципу прямого миогенного ответа так называемой короткой рефлекторной дуги. Длительное раздражение шейки матки через посредство длинной рефлекторной дуги приводит к высвобождению окситоцина в паравентрикулярных ядрах таламуса, что также усиливает сократительную активность матки (рефлекс Фергюсона).

Механическое раздражение рецепторов шейки матки вызывает синтез простагландинов Е₂ и F_2α, поэтому начало родов можно стимулировать путем насильственной отслойки нижнего полюса плодного пузыря, нарушающей связь децидуальной оболочки и амниона, а также путем разрыва амниотической оболочки, при котором происходит каскадный синтез простагландинов плодового происхождения (Е₂), а далее и простагландинов F_2α.

Деятельность рассматриваемой нервной системы подчиняется определенным законам. В частности, нервные волокна как центральные, так и периферические (постганглионарные и преганглионарные) могут функционировать как самостоятельные единицы. Расположенные ниже центры могут принимать на себя функцию вышележащих центров, если нарушается связь между центрами и периферией. В этом случае периферические отделы (вегетативные узлы и сплетения) могут самостоятельно выполнять регулирующую функцию.

Подобная ситуация может возникнуть, например, после комбинированной симпатэктомии и парасимпатэктомии, которые приводят к полной автономии матки. Даже полностью изолированная человеческая матка, лишенная какого-либо воздействия со стороны высших центров, сохраняет способность к автоматическому сокращению в родах. Из клинической практики известно, .что самопроизвольные роды могут произойти у женщины с полным поперечным перерывом спинного мозга. При этом может родиться живой плод.

При физиологически протекающей беременности и в родах преобладает тонус симпатико-адреналовой системы. К сроку родов и в родах уровень катехоламинов повышается в 2 раза.

Катехоламины поддерживают стабильность внутренней среды (гомеостаз), обеспечивают адаптационную и трофическую функции организма в родах.

Выброс адреналина при стрессовых ситуациях стимулирует образование АКТГ, повышающего общий тонус и интенсивность мышечной работы матки. При выбросе катехоламинов повышается артериальное давление, стимулируется деятельность сердца, возбуждаются органы чувств, усиливаются метаболические и обменные процессы, многократно возрастает скорость биохимических реакций (стресс-реакция).

Катехоламины в крови связываются с тромбоцитами и белками плазмы, изменяя тромбогенные свойства крови, вызывая гиперкоагуляцию. При воздействии на гладкомышечные клетки миометрия катехоламины изменяют их мембранный потенциал, повышая проницаемость для ионных потоков (усиление схваток).

Адренорецепторы располагаются также в субплацентарной зоне миометрия, в плодовой части плаценты, поэтому при воздействии медикаментозных препаратов на (3-адренорецепторы (препараты β-миметического, токолитического действия) не только снижается тонус миометрия, но также улучшается маточно-плацентарный кровоток.

Сложность и разнообразие иннервации матки обусловлены тем, что при осуществлении всех своих основных функций во время беременности и в родах матка не представляет собой единого целого. Во время беременности тело матки растягивается, так как является плодовместилищем, а внутренний зев шейки матки выполняет запирательную функцию. В родах наоборот: шейка матки растягивается, раскрывается, а дно и тело матки сокращаются, чтобы изгнать плод и плаценту. Именно биологическая целесообразность попеременного антагонистического действия симпатической и парасимпатической подсистем вегетативной иннервации обеспечивает изменение сократительной деятельности матки в зависимости от реальной задачи.

Таким образом, матка, выполняющая ключевую роль в реализации функции продолжения рода (зачатие, вынашивание беременности, родовой процесс изгнания плода и его элементов, послеродовая инволюция), обеспечивается многократными линиями нейроэндокринной, гормональной и миогенной регуляции.

В процессе филогенетической эволюции и онтогенетического развития человека сформированы три типа регуляции сократительной функции матки.

1. Миогенная, основанная на особенностях структуры миометрия. Этот вид регуляции позволяет матке сохранять способность к сокращению и расслаблению даже при полной денервации органа.

2. Нейрогенная, включающая участие центральной и вегетативной нервной системы (действие медиаторов).

3. Эндокринная (гормональная), определяемая образованием специфических адренергических рецепторов и воздействием на них гормонов гипофиза, плаценты, децидуальной и плодных оболочек, надпочечников, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Необходимо подчеркнуть тесную взаимообусловленность и взаимозависимость типов регуляции сокращения матки.

Гормоны (эстрогены) влияют на проведение электрических сигналов между гладкомышечными клетками, регулируя возбудимость и силу (амплитуду) сокращения миометрия. Эстрогены усиливают межклеточные контакты и определяют плотность образования рецепторов к окситоцину и простагландинам.

От физиологического равновесия симпатической и парасимпатической нервной системы зависит координация сокращения матки в родах.

В свою очередь функция вегетативной нервной системы подчиняется коре большого мозга, структурам гипоталамуса, которые осуществляют «высшую и самую тонкую регуляцию родов» (Л. С. Персианинов).

Перечисленные типы регуляции сокращения матки дублируют друг друга, что повышает надежность и синхронность их действия. Наличие определенного антагонизма и разнонаправленности действия этих систем обеспечивают сбалансированный суммарный эффект во время беременности и в родах в различных вариациях.