О некоторых биомеханически важных особенностях физиологии рожающей матки человека

1. О фундаментальных механических свойствах миометрия в первом периоде родов

Все акушеры едины в понимании того, что сокращения миометрия во время родовой схватки производят какую-то работу, которая реализуется в первом периоде родов в процесс раскрытия шейки матки и в активной фазе этого периода в продвижении предлежащей части плода. Действительно, родов как физиологического естественного процесса без схваток не бывает. В среде акушеров нет, однако, понимания того, как родовая схватка конвертирует энергию напряжения миометрия в полезную внешнюю работу. Представления весьма противоречивы. До сих пор нет единства в понимании даже того в каком режиме сокращается миометрий в систолу родовой схватки. В этом вопросе даже ведущие идеи представлены в виде откровенно незатейливых физиологических конструкций. Но для нас важно то, что все акушеры, которые, так или иначе, причастны к разработке проблем теории родового процесса, понимают, что родовая схватка – это, прежде всего, биомеханический силовой макропроцесс. Он производит так называемые «родовые силы», которые и трансформируют матку в первом периоде родов из органа плодоношения в орган плодоизгнания. И все, описывающие биомеханику этого процесса, концепции - концепция «тройного нисходящего градиента», «контракции-ретракции-дистракции», «реципрокных отношений различных отделов и слоёв миометрия» - описывают именно биомеханику процесса раскрытия шейки матки. То же самое на протяжении трёх десятков лет делаем и мы [23,24,26,29,32-35,36-42,47-49]. И, поэтому, основной задачей этого раздела нашего сообщения является необходимость обсудить вопрос о том, как «работает» миометрий рожающей матки в первом периоде родов как физическая система. Поэтому вопрос о фундаментальных механических свойствах миометрия, которые он проявляет в первом периоде родов, является принципиально важным для понимания «его участия» в генезе родовых сил.

• Начиная с 8 недель беременности и вплоть до начала родов все сократительные элементы миометрия находятся в растянутом состоянии. Степень растяжения маточной оболочки и её темп определяются внешним фактором – динамикой объёма фетоамниотического комлекса. При его экспульсии все сократительные модули миометрия уменьшают свою длину в два раза. Величина растяжения каждого функционального сократительного модуля в каждый данный момент периода раскрытия определяется величиной фетоамниотического комплекса. Если в силу активных (сокращение) или пассивных (излитие вод) причин происходит уменьшение его внутриматочного объёма, то каждый растянутый функциональный сократительный модуль миометрия мгновенно и окончательно фиксирует свою новую уменьшенную длину. Вновь увеличить свою длину он уже не может независимо от того в каком фазном состоянии находились его гладкомышечные элементы в момент фиксации изменения длины. Чтобы увеличить длину оптимально растянутого функционального модуля, завершившего цикл укорочения в результате родовой схватки, необходимо приложение внешней силы, в десятки раз превышающей силу, которую способен развить спонтанно сокращающийся модуль на пике изометрического максимума. Следовательно, ни один участок или слой миометрия, состоящий из одних и тех же функциональных сократительных модулей, находящихся в одном и том же морфофункциональном состоянии и одной и той же степени растяжения, не может растянуть в момент сокращения другой участок или слой миометрия. Противодействуют растяжению не только мышечная ткань миометрия, но и её соединительнотканный матрикс.

• Активированный в родах миометрий обладает механорецепторными свойствами – на каждый импульс дорастяжения растянутый миометрий мгновенно и адекватно реагирует увеличением сопротивления деформации. Каждая гладкомышечная клетка активированного к родам миометрия обладает свойствами рецептора растяжения – мгновенно реагировать на любой импульс дорастяжения, используя три варианта реакции, которые определяются особенностями фазного состояния клетки в момент воздействия на неё импульса дорастяжения. Если последний начал воздействие на активированную гладкомышечную клетку, находящуюся в паузе между сокращениями, то механорецепторный механизм обратной связи по растяжению приведет, либо к повышению базального тонуса клетки, либо к укорочению паузы и активации фазы сокращения (тахисистолия).

Если этот импульс начал действовать на клетку в фазе сокращения, то она отвечает на его воздействие резким повышением скорости прироста напряжения.

Если импульс дорастяжения застал клетку в фазе расслабления, то он может спровоцировать внеочередное сокращение клетки (экстрасистолия).

Проведённые нами, во многом уникальные, экспериментальные исследования [26,31,32,33,36,37,39,41,42] позволяют утверждать, что именно механорецепторный механизм обратной связи по растяжению позволяет синхронизировать фазную сократительную активность каждого из функциональных сократительных модулей миометрия. При этом у всех клеток, находящихся в одинаковом морфофункциональном состоянии, одинаковая степень растяжения и между ними имеется прямая механическая связь. И этот же механизм, но уже действующий на уровне функционального сократительного модуля миометрия, синхронизирует их фазную сократительную активность с помощью импульса дорастяжения, который воздействует на них одновременно, одинаково и равномерно. Следовательно, этот синхронизирующий импульс генерируется вне тканей функционального сократительного модуля.

• Прямая механическая связь означает, что все гладкомышечные элементы функционального сократительного модуля действительно механически связаны между собой соединительнотканными структурами, которые позволяют не только поддерживать одинаковую степень напряжения каждого из сократительных элементов системы, но и беспрепятственно транслировать по силовой оси системы любые изменения величины напряжения каждого из её сократительных элементов. Механическая связь не тождественна анатомической и не предполагает наличие прямого интимного анатомического контакта между модулями. Тем более – наличие анатомической целостности не всегда гарантирует наличие механической связи – так её нарушение происходит при перегибах волокон (например, в области контракционного кольца).

• Одинаковая степень растяжения каждого гладкомышечного элемента любого функционального модуля миометрия в родах при любой степени активации миоцитов поддерживается упругим сопротивлением точек фиксации модулей. Все анатомические точки фиксации модулей, локализованные в связочном аппарате матки жёстко закреплены и смещаться фактически не могут. Это, как минимум, означает, что все функциональные сократительные модули наружного мышечного слоя, точки фиксации которых локализованы только в связочном аппарате матки, могут сокращаться только в изометрическом режиме (без укорочения гладкомышечных клеток). Это, во-первых. А, во-вторых, возможность беспрепятственной трансляции по оси модуля силы напряжения миоцитов может осуществляться только в том случае, если сопротивление этой трансляции во всех участках модуля одинаково. А особенности миоархитектоники модулей свидетельствуют о том, что на отдельных участках хода модуля искривление силовой оси столь значительные, что трансляция напряжения даже может быть прекращена. То есть, возникает функциональная точка фиксации на отдельной части сократительного модуля, делящая его на отдельные состоятельные сократительные единицы [26,37,40,41,42]. В рожающей матке подобного рода функциональные точки фиксации наблюдаются в местах перехода модуля из связок в тело матки, при переходе его из тела матки в связку или контракционное кольцо или при выходе из него в ткань нижнего сегмента. В эксперименте мы показали, что функциональная точка фиксации части модуля всегда образуется при уменьшении угла входа модуля менее 90⁰. Следовательно, есть все основания полагать, что определённые части единого в анатомическом смысле функционального сократительного модуля миометрия в качестве самостоятельных сократительных единиц могут формировать сократительную систему тела матки, контракционного кольца и нижнего сегмента.

• Каждый миоцит обладает спонтанной фазной активностью, силовые и временные характеристики которой закреплены в геноме клеток. Наибольшая величина напряжения (изометрический максимум) достигается при степени растяжения миометрия равном 2l₀. При превышении этого значения растяжения величина изометрического максимума прогрессивно снижается. Активация пейсмекерного механизма в каждом миоците осуществляется внеорганными факторами (гуморальная регуляция) и воздействием импульса дорастяжения.