Новое исследование, проведенное учеными из Scripps Research и опубликованное в журнале Science, раскрывает молекулярные механизмы, с помощью которых матка распознает и реагирует на физические нагрузки во время родов. Это открытие не только объясняет, почему роды иногда замедляются или начинаются преждевременно, но и создает основу для улучшения методов лечения осложнений беременности и родов.
Датчики Давления в Теле
Матка значительно расширяется во время роста плода, достигая максимального давления во время родов. Ученые определили специализированные датчики, которые интерпретируют эти нагрузки и координируют мышечную активность. Ардем Патапоутиан, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2021 года, возглавил это исследование. Его команда обнаружила, что организм полагается на датчики давления для преобразования физических сигналов в согласованные сокращения.
Эти датчики — это ионные каналы, состоящие из белков под названием PIEZO1 и PIEZO2, которые позволяют клеткам реагировать на механическое воздействие. Исследователи выяснили, что эти белки играют различные, но взаимодополняющие роли в родах.
Два Датчика, Один Процесс
PIEZO1 работает внутри самой маточной мышцы, обнаруживая увеличение давления по мере усиления схваток. В то же время PIEZO2 находится в сенсорных нервах шейки матки и влагалища. Он активируется, когда ребенок растягивает эти ткани, вызывая нервный рефлекс, который усиливает сокращения матки.
Вместе эти датчики преобразуют растяжение и давление в электрические и химические сигналы, синхронизируя сокращения. Исследование показывает, что если один путь нарушен, другой может частично компенсировать это, обеспечивая продолжение родов.
Что Происходит, Когда Датчики Выходят из Строя?
Эксперименты на мышах подтвердили важность этих датчиков. Мыши, которым не хватало обоих белков PIEZO, демонстрировали более слабое давление матки и задержанные роды. Это показывает, что мышечное восприятие и нервное восприятие работают тандемно. Когда обе системы были отключены, роды были серьезно нарушены.
Дальнейшее исследование показало, что активность PIEZO помогает регулировать коннексин 43, белок, образующий микроскопические каналы между гладкомышечными клетками. Эти каналы обеспечивают согласованные сокращения, а не независимые спазмы. Снижение активности PIEZO приводило к снижению уровня коннексина 43 и более слабым сокращениям.
Анализ Человеческой Ткани Подтверждает Результаты
Анализ ткани матки человека показал аналогичные модели PIEZO1 и PIEZO2, наблюдаемые у мышей, что позволяет предположить, что в людях действует сопоставимая система. Это может объяснить проблемы с родами, характеризующиеся слабыми или нерегулярными сокращениями, которые продлевают роды.
Клинические наблюдения согласуются с этими выводами; полное блокирование сенсорных нервов посредством эпидуральной анестезии может удлинить роды. Это подтверждает, что нервная обратная связь играет роль в стимуляции сокращений.
Будущие Перспективы для Управления Родами
Это исследование открывает возможности для более целенаправленных подходов к управлению родами и облегчению боли. Если ученые смогут безопасно регулировать активность PIEZO, возможно, удастся замедлить или усилить схватки при необходимости. Для тех, кто находится в группе риска преждевременных родов, блокатор PIEZO1 может дополнить существующие миорелаксанты. И наоборот, активация PIEZO-каналов может восстановить заторможенные роды.
Исследование также подчеркивает взаимосвязь между механическим восприятием и гормональным контролем. Прогестерон подавляет экспрессию коннексина 43, предотвращая преждевременное начало сокращений. По мере падения уровня прогестерона в конце беременности сигналы, опосредованные PIEZO, могут запускать роды.
Будущие исследования определят сети сенсорных нервов, участвующих в родах. Различение нервов, которые способствуют сокращениям, и нервов, которые передают боль, может привести к более точным методам обезболивания без замедления родов.
“Роды — это процесс, где координация и время имеют решающее значение”, — говорит Патапоутиан. «Мы только начинаем понимать, как матка действует одновременно как мышца и как метроном, чтобы обеспечить соблюдение родами собственного ритма организма».
Это исследование подчеркивает, что способность организма чувствовать физическую силу имеет важное значение не только для осязания и равновесия, но и для одного из важнейших биологических процессов.
