Новые данные об электробиологии мышечной клетки и роли половых гормонов

Благодаря применению современных методик электробиологических исследований на уровне клетки получены новые факты, которые легли в основу разработки теории покоя и спонтанного возбуждения мышечной ткани матки и роли половых гормонов в этих процессах.

По Jung, покой и возбуждение мышечной клетки находятся в прямой зависимости от электрического заряда мембраны клетки, который в свою очередь определяется степенью проницаемости мембраны к ионам калия, натрия и хлоридам. Клеточная мембрана более проницаема для калия, чем для натрия, вследствие чего ионы калия легче проникают внутрь клетки, а ионы натрия в большей степени задерживаются на мембране.

На поверхности клеточной мембраны и в окружающей клетку среде создается значительный положительный заряд, а внутри клетки – отрицательный; клетка поляризована. Мембранный потенциал (заряд) клетки в покое колеблется в пределах от 30–50 до 90–100 мВ. Показатель потенциала мембраны клетки матки, полученный Csapo, близок к показателям мембраны клеток скелетных мышц и не характерен для клеток гладких мышц.

Исследования по соотношению содержания калия и натрия в покоящейся мышце матки во время беременности показали, что при этом состоянии уменьшается содержание калия по отношению к натрию (2:9). Такое соотношение ионов калия и натрия недостаточно для сокращения мышечной клетки; стимуляция миометрия к сокращению приводит к дальнейшей потере внутриклеточного калия и уменьшению возбудимости миометрия.

Разность электрических потенциалов между мембраной клетки и внутренней ее средой получила название потенциала покоя, или мембранного потенциала, а изменение ионного равновесия внутри клетки и на ее поверхности, определяемое клеточным метаболизмом, – натриевого насоса.

Возбуждение клетки к сокращению приводит к снижению потенциала покоя ниже критического уровня (значительное уменьшение разности потенциалов клетки) – деполяризации клетки. Это состояние характеризуется быстрым повышением проходимости клеточной мембраны для ионов натрия (до 500 раз) и выхождением калия за пределы клетки. Вследствие деполяризации мембраны возникает «потенциал действия». Образующийся при этом электрический поток распространяется по мышечному волокну, освобождая энергию АТФ, большая часть которой затрачивается на сокращение мышечного волокна, остальная на восстановление заряда клеточной мембраны и пуска калий-натриевого насоса. Восстанавливается мембранный потенциал, сопровождающийся расслаблением мышцы.

Многие факты, полученные в отношении функции одной мышечной клетки, не соответствуют данным, полученным на мышечных пластах in vitro. В целостном организме процесс сокращения мышцы матки обусловлен более сложными взаимоотношениями нервных и гуморальных факторов.

Дальнейшие исследования по изучению роли эстрогенов и прогестерона в сокращении мышцы матки показали, что мышечные клетки, расположенные в области прикрепления плаценты, обладают более высоким мембранным потенциалом, чем клетки внеплацентарных участков. Установлено также, что введение прогестерона во время беременности приводит к повышению мембранного потенциала внеплацентарных участков мышцы матки до уровня плацентарных. Marshall показал, что спонтанные сокращения мышцы матки после воздействия прогестерона на организм не имеют определенного ритма; отсутствует последовательность и постоянство связи между потенциалом действия и сокращением, а также синхронизированные заряды клеток и их проводимость на длительные расстояния. Отмечаются участки блока проводимости.

Клиницистам хорошо известен факт блокирующего моторную функцию беременной матки действия прогестерона при преждевременном развитии родовой деятельности, особенно в ранние сроки беременности. Длительное применение прогестерона во время беременности нередко приводит к развитию инертности матки и перенашиванию беременности. Своевременное и достаточное введение эстрогенов, доза которых определяется индивидуально, приводит к восстановлению спонтанной возбудимости матки и нормализации ее фармакологической реактивности.

Данные электрофизиологических исследований матки женщины в родах дали основание считать, что в норме при сокращении матки очаг возбуждения образуется в области ее дна или рогов и быстро распространяется по всему органу. Участок матки, в котором возникает возбуждение, получил название «водителя ритма». Некоторые авторы, однако, полагают, что очаг возбуждения может возникнуть в нижнем отделе матки (волна сокращения распространяется снизу вверх) и даже в любом участке органа. Надо полагать, что хаотическое появление одного или нескольких очагов возбуждения допустимо, но это состояние следует рассматривать как патологию, которая проявляется в различных клинических формах нарушения моторной функции матки в родах.

По литературным данным, сокращение гладкой мышцы матки можно представить в виде отдельных биохимических и биофизических этапов:

1. Пусковое возбуждение, сопровождающееся выделением ацетилхолина концевыми нервными приборами, что изменяет равновесие ионов внутри и во внеклеточном пространстве и электрическую емкость клеточной мембраны.
2. Передача возбуждения на контрактильную систему, сопровождающаяся перемещением ионов внутри клетки.
3. Изменение свойств контрактильного вещества, количество и реакция которого на возбуждение определяется степенью эстрогенной насыщенности.
4. Наличие донаторов энергии – макроэргических фосфатов, накопляющих энергию (креатинфосфат) и освобождающих ее (аденозинтрифосфат).
5. Образование энергии посредством дыхания и гликолиза при высоком уровне активности ферментных систем и накопление энергии фосфатами.
6. Обязательное присутствие ионов кальция, калия, натрия и магния.

В сложной цепи биоэлектрических процессов матки участвуют также многие другие звенья нервных и гуморальных факторов, которые обеспечивают необходимый уровень этих процессов. Несмотря на кажущуюся автономность сокращений матки и наличие способности к ритмической деятельности даже вне организма, подчинение этих процессов регуляции коры головного мозга не вызывает сомнения.

Знание биохимических и биофизических процессов сокращения матки имеет большое значение для акушерской клиники. Целесообразность многих методов для возбуждения и усиления родовой деятельности была доказана современными биохимическими и электрофизиологическими исследованиями. К ним относится метод насыщения организма эстрогенами и солями кальция. Создание «эстрогенового фона» введением небольших и средних количеств эстрогенов (15 000–40 000 ME в сутки) – необходимое условие для получения эффекта от введения препаратов тономоторного действия. Для ускорения всасывания эстрогенов при введении их в масляных растворах целесообразно добавлять наркозный эфир в количестве, равном количеству масла (И. Я. Беккерман, Л. В. Тимошенко). Хорошие результаты можно получить при внутривенном введении водорастворимого эстрогенного препарата – сигетина. Целесообразно одновременно с эстрогенами вводить соли кальция, так как доказано, что эстрогены увеличивают накопление парентерально введенного кальция мышцей матки.

Можно также рекомендовать назначение галаскорбина, обладающего С- и Р-витаминной активностью, или же раздельно витаминов С и Р. Галаскорбин по своему действию на матку близок к действию эстрогенов. Его введение приводит к увеличению веса рогов матки у небеременных крольчих, накоплению актомиозина, фосфорных соединений и углеводов; повышается АТФ-активность актомиозина. Такой же эффект наблюдается и у беременных животных. Клинические исследования показывают, что при назначении с профилактической целью галаскорбина реже развивается слабость родовой деятельности и создается благоприятный фон для возбуждения моторной функции матки.

Целесообразно насыщать организм беременной витаминами группы В, имеющими важное значение в обеспечении различных звеньев метаболизма. Соли кобальта повышают кислородную емкость крови и АТФ-активность актомиозина. Экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют о целесообразности применения их для профилактики и лечения нарушений моторной функции матки. Введение глюкозы в родах создает запас легко окисляемого энергетического материала, необходимого для поддержания оптимального уровня сократительной деятельности матки. До 70–80% всей энергии сокращения, необходимой для сокращения мышцы, покрывается за счет углеводов.