Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Scripps Research i opublikowane w czasopiśmie Science ujawnia mechanizmy molekularne, dzięki którym macica rozpoznaje stres fizyczny podczas porodu i reaguje na niego. To odkrycie nie tylko wyjaśnia, dlaczego poród czasami zwalnia lub rozpoczyna się przedwcześnie, ale także wyznacza grunt pod ulepszone metody leczenia powikłań ciąży i porodu.
Czujniki ciśnienia ciała
Macica znacznie się rozszerza podczas wzrostu płodu, osiągając maksymalne ciśnienie podczas porodu. Naukowcy zidentyfikowali wyspecjalizowane czujniki, które interpretują te obciążenia i koordynują aktywność mięśni. Badaniami kierował Ardem Patapoutian, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2021 r. Jego zespół odkrył, że organizm wykorzystuje czujniki ciśnienia, które przekształcają sygnały fizyczne w skoordynowane skurcze.
Czujniki te to kanały jonowe składające się z białek zwanych PIEZO1 i PIEZO2, które umożliwiają komórkom reagowanie na obciążenia mechaniczne. Naukowcy odkryli, że białka te odgrywają odrębne, ale uzupełniające się role podczas porodu.
Dwa czujniki, jeden proces
PIEZO1 działa w samym mięśniu macicy, wykrywając wzrost ciśnienia w miarę nasilania się skurczów. Jednocześnie PIEZO2 znajduje się w nerwach czuciowych szyjki macicy i pochwy. Aktywuje się, gdy dziecko rozciąga te tkanki, powodując odruch nerwowy, który zwiększa skurcze macicy.
Razem czujniki te przekształcają rozciągnięcie i ciśnienie w sygnały elektryczne i chemiczne, synchronizując skurcze. Badanie pokazuje, że jeśli jedna ścieżka zostanie zakłócona, druga może częściowo to zrekompensować, umożliwiając kontynuację porodu.
Co się dzieje, gdy czujniki ulegną awarii?
Eksperymenty na myszach potwierdziły znaczenie tych czujników. Myszy, którym brakowało obu białek PIEZO, wykazywały słabsze ciśnienie w macicy i opóźniony poród. To pokazuje, że percepcja mięśniowa i percepcja nerwowa współpracują ze sobą. Kiedy oba systemy zostały wyłączone, praca została poważnie zakłócona.
Dalsze badania wykazały, że aktywność PIEZO pomaga regulować koneksynę 43, białko tworzące mikroskopijne kanały pomiędzy komórkami mięśni gładkich. Kanały te zapewniają skoordynowane skurcze, a nie niezależne skurcze. Zmniejszona aktywność PIEZO spowodowała zmniejszenie poziomu koneksyny 43 i słabsze skurcze.
Analiza tkanki ludzkiej potwierdza wyniki
Analiza ludzkiej tkanki macicy wykazała podobne wzorce PIEZO1 i PIEZO2 do tych obserwowanych u myszy, co sugeruje, że u ludzi działa porównywalny system. Może to wyjaśniać problemy porodowe charakteryzujące się słabymi lub nieregularnymi skurczami, które wydłużają poród.
Obserwacje kliniczne są zgodne z tymi ustaleniami; Całkowite zablokowanie nerwów czuciowych za pomocą znieczulenia zewnątrzoponowego może wydłużyć poród. Sugeruje to, że sprzężenie zwrotne neuronowe odgrywa rolę w stymulowaniu skurczów.
Przyszłe perspektywy zarządzania porodem
Badanie to otwiera drzwi do bardziej ukierunkowanego podejścia do zarządzania porodem i łagodzenia bólu. Jeśli naukowcom uda się bezpiecznie regulować aktywność PIEZO, być może uda się w razie potrzeby spowolnić lub zintensyfikować skurcze. W przypadku osób zagrożonych porodem przedwczesnym bloker PIEZO1 może uzupełniać istniejące leki zwiotczające mięśnie. I odwrotnie, aktywacja kanałów PIEZO może przywrócić zahamowany poród.
Badanie podkreśla również związek pomiędzy percepcją mechaniczną a kontrolą hormonalną. Progesteron hamuje ekspresję koneksyny 43, zapobiegając przedwczesnemu wystąpieniu skurczów. Ponieważ poziom progesteronu spada pod koniec ciąży, sygnały przekazywane za pośrednictwem PIEZO mogą wywołać poród.
Przyszłe badania pozwolą zidentyfikować sieci nerwów czuciowych biorące udział w porodzie. Rozróżnienie nerwów wywołujących skurcze od nerwów przenoszących ból może prowadzić do opracowania bardziej precyzyjnych technik leczenia bólu bez opóźniania porodu.
„Poród to proces, w którym kluczowa jest koordynacja i wyczucie czasu” – mówi Patapoutian. „Dopiero zaczynamy rozumieć, w jaki sposób macica działa zarówno jako mięsień, jak i metronom, zapewniający, że poród przebiega według własnego rytmu organizmu”.
Badania te podkreślają, że zdolność organizmu do odczuwania siły fizycznej jest ważna nie tylko dla dotyku i równowagi, ale także dla jednego z najważniejszych procesów biologicznych.
