А.Г. Савицкий, В.В.Абрамченко, Г.А.Савицкий

ГУ НИИ акушерства и гинекологии им.Д.О.Отта РАМН (дир. – академик РАМН, з.д.н. РФ, проф. Э.К. Айламазян)

Резюме: на основании итогов комплексных морфологических, экспериментальных и клинико-гистерографических исследований установлено, что нижний сегмент матки рожающей женщины является особым морфофункциональным отделом матки, сократительная деятельность которого участвует в процессах модуляции сократительной деятельности мускулатуры тела матки и прямо участвует в процессе дилатации шейки матки при её полной готовности к родам.

Ключевые слова: нижний сегмент матки; механорецепторный механизм обратной связи по растяжению; прямая механическая (механорецепторная) связь; дифференциал давлений в полости тела и нижнего сегмента матки.

The summary: on the basis of results complex morphological, experimental, clinical and hysterographics of researches is established, that the lower segment uterus in labor is special morphofunctional by a part of uterus, which contractility activity participates during modulation contractility of activity of myometrium and directly participates in process of direction contractility at myometrium, of complete readiness for sorts.

Key words: the lower segment of uterus, the mechanism feedback on a stretching; a straight line mechanical connection; differential of pressure in a cavity of a body and lover segment of the uterus.

До настоящего времени в современном акушерстве всё ещё не выработаны представления о функциональном предназначении нижнего сегмента в родовом процессе. Так, одна группа акушеров полагает, что нижний сегмент матки является органичной частью плодовместилища и во время родов служит простым передатчиком механического усилия с тела на шейку матки [4,5,6,7,8,9,10,12,17,18,33,40]. Это положение полностью согласуется с содержанием гипотезы о «тройном нисходящем градиенте» и «контракции-ретракции-дистракции» [9,10,17,29,30,32,

33,40]. В то же самое время другие группы специалистов, отрицающие «простую механическую концепцию схватки», настаивают на том, что мускулатура тела матки и мускулатура нижнего сегмента и шейки матки находятся во время систолы схватки в «реципрокных» отношениях. То есть, во время сокращения полого мускула, мускулатура нижнего сегмента и шейки матки активно расслабляется, что и служит биомеханической основой процесса цервикальной дилатации [5,6,16,28,40]. Немало акушеров считает, что особой роли в родах нижний сегмент не играет, являясь, однако, единым морфофункциональным целым с шейкой матки, а не её телом [12,31,34,35,36,37,38,39]. Самое замечательное, однако, состоит при этом в том, что и те, и другие, и третьи для обоснования своих позиций используют одни и те же доводы и аргументы. Наиболее «доказательной» частью этих доводов служат данные многоканальной наружной гистерографии по Reynolds [40] или данные измерения внутримиометрального давления по Alvarez et Caldeyro-Barcia [29,30,32,33]. Практически все исследователи находят «неоспоримые» для подтверждения своих концепций данные в особенностях функциональной морфологии матки, при этом часто без всякой критики переносят сведения, полученные при исследовании матки животных, на матку человека. Очень часто при этом используются сведения о «водителе ритма – пейсмекере», морфофункциональной основе «волны возбуждения», якобы доказанной функциональной гетерогенности различных отделов миометрия и т.д. [4,5,6,7,8,9,10,12,16,17,18,28,

29,32,40].

Между тем, например, тщательный многосторонний анализ доказательной базы этих представлений о роли нижнего сегмента матки в родовом процессе показал, что, во-первых, все они так и остались на уровне предположений, а, во-вторых, что многие из «фундаментальных» положений, составляющих их основу, находятся либо в прямых противоречиях с законами физики (механики, гидравлики) и не соответствуют современным сведениям о функциональной морфологии рожающей матки человека или противоречат сведениям о фундаментальных свойствах самого миометрия [19,20,21,22,23,24,25,27]. Между тем, проведённые нами исследования, посвящённые изучению различных аспектов проблемы биомеханики физиологической и патологической родовой схватки, позволяет нам сегодня, в порядке дискуссии, высказать ряд суждений, касающихся именно особой роли нижнего сегмента матки в родовом процессе. В данной статье мы используем итоги уже ранее опубликованных исследований, поэтому её можно рассматривать как своеобразный итоговый обзор, который, по нашему мнению, может вывести изучаемую проблему на новый уровень понимания биомеханизма родового сокращения матки [1,2,3,4,11,13,19,20,21,22,23,24,25,27].

Наше исследование велось по трём основным направлениям. Первое – разработка проблемы функциональной морфологии матки человека, особенно рожающей матки [12,19,20,24,25]. Второе – изучение фундаментальных механических свойств миометрия матки человека [19,20,21,23,25,27]. Третье – изучение сократительной деятельности матки в родах с помощью двухканальной внутренней гистерографии [1,2,3,4,11,13,20, 21,22,25].

I. Некоторые особенности функциональной морфологии нижнего сегмента матки в конце беременности и в родах

Многоплановые метрические исследования, включая УЗ-биометрию и изучение масштабных рисунков с распилов замороженных трупов рожениц, подтвердили, что к началу родов нижний сегмент матки имеет форму близкую к шаровому слою с наибольшим диаметром плоскости среза у контракционного кольца и наименьшим – у истмико-цервикального соединения. Длина его по периметру равна 7,0 – 7,5 см, толщина стенок около 0,5 - 0,6 см [12,14,15,19,20,24,25]. По мере прогрессирования родов шаровой слой трансформируется в цилиндр за счёт увеличения диаметра радиально растягиваемых участков нижележащих тканей. Однако толщина стенок нижнего сегмента даже в области деформации остаётся одинаковой, равно как и его длина. Только при патологических родах, например при клиническом несоответствии, к радиальному растяжению стенок присоединяется и продольное растяжение. Растяжению с истончением стенок подвергается, в основном, дистальная треть нижнего сегмента. В отличие от стенки тела матки, которая функционально двухслойна, в стенке нижнего сегмента представлен только один слой миометрия, который по своим морфофункциональным характеристикам напоминает внутренний сосудистый слой тела матки и является, по сути, его продолжением [12,19,20,24,

25]. Ход гладкомышечных пучков в нижнем сегменте такой же, как и в теле матки – это типичная трёхмерная сетеподобная структура, образованная спиралевидным ходом пучков. В нижнем сегменте нет ни истинно продольных, ни истинно поперечных (круговых) гладкомышечных пучков. Чем ближе к зоне контракционного кольца (верхняя граница нижнего сегмента), тем больше ход пучков становится косопоперечным, чем дальше от этой зоны и ближе к истмико-цервикальному соустью, тем большая часть пучков приобретает косопродольный ход. Единственная зона нижнего сегмента, где нам удалось наблюдать концы (начала?) гладкомышечных пучков – это зона шеечно-перешеечного соустья и в связочном аппарате матки. При изучении растянутых как в in situ фрагментов стенки матки нам ни в одном фрагменте не удалось обнаружить конец или начало пучка. Особенно нас интересовала зона контракционного кольца – ни одного начала (конца) гладкомышечного пучка, переходящего из этой зоны в тело матки или её нижний сегмент мы не нашли. Это дало нам основания полагать, что гладкомышечный пучок миометрия, как функциональная сократительная единица, одновременно может локализоваться в разных функциональных отделах матки, сохраняя свою анатомическую непрерывность. Согласно законам механики гладкомышечное волокно миометрия может совершать полезную внешнюю работу при сокращении в изометрическом режиме только в том случае, если оно имеет две неподвижные точки фиксации. Следовательно, при явно спиралевидном ходе пучков в толще нижнего сегмента и наличии только одной точки фиксации в зоне истмико-цервикального соустья можно предполагать, что гладкомышечный пучок, локализованный в нижнем сегменте, мог сделать полукольцо в толще контракционного кольца, затем продолжить свой спиралевидный ход в теле матки или перейти в одну из фиксирующих матку связок, где и обрести вторую точку фиксации. С точки зрения законов механики при возникновении силы тяги в такой сложной по архитектонике структуре возникал бы констрикционный эффект в области контракционного кольца (эффект удавки), который бы стремился отделить полость тела матки от полости нижнего сегмента. На небеременных женщинах in vivo нам чётко удалось показать, что при искусственном повышении давления в полости тела матки с помощью увеличения объёма баллона с диагностической целью заведённого в матку, по мере нарастания напряжения стенок матки увеличивался и констрикционный эффект, возникающий в зоне анатомического внутреннего зева [25]. Этот эффект не обнаруживался у пациенток с истмико-цервикальной недостаточностью, что позволяло предположить наличие нарушений (разрывов) в непрерывном ходе гладкомышечных волокон на уровне анатомического внутреннего зева.

При контрастировании околоплодных вод с диагностической целью у рожающих женщин нам также удалось показать, что в родах контракционное кольцо приводит к разделению общей при беременности полости матки на две функциональные полости – полость тела матки и полость нижнего сегмента [1,2,4]. Следовательно, при морфологической гомогенности гладкомышечного пучка, части которого локализованы и в толще нижнего сегмента, и в толще контракционного кольца, и в толще тела матки, каждая из этих частей может выполнять особый вид работы, а это может происходить только в том случае, если каждая из функциональных частей гладкомышечного пучка, единого в анатомическом отношении, обретёт дополнительную функциональную точку фиксации. Важным обстоятельством, с точки зрения биомеханики, является также то, что в шейке матки какой-либо организованной или тем более связанной со структурами нижнего сегмента гладкомышечной системы нет. Шейка матки в родах является типичным сосудисто-соединительнотканным образованием [10,12,19,20,24,25]. По некоторым особенностям строения дистальная часть нижнего сегмента к родам больше похожа на прилежащую часть шейки нежели на проксимальную часть, в которой, как минимум, в 2,0-2,5 раза больше гладкомышечной ткани, чем в дистальной. То есть, в отличие от морфологически гомогенного тела матки, нижний сегмент, с точки зрения морфологии, гетерогенен – его дистальная часть должна иметь иные механические свойства, чем проксимальная. Выяснить физиологические значения обнаруженных нами особенностей морфологии нижнего сегмента рожающей матки человека мы пытались с помощью эксперимента на изолированных полосках миометрия, иссечённых из разных отделов стенки матки.

II. Фундаментальные механические свойства различных отделов оболочки рожающей матки человека

Намечая эту работу мы уже знали, что между миоцитом, локализованным в гладкомышечном пучке тела матки и в нижнем сегменте, каких-либо морфологических, в том числе ультраструктурных, различий нет [19,24,25]. Также было доказано, что все миоциты рожающей матки человека вследствие физиологической денервации лишены прямого влияния нервной системы на свою сократительную активность [19,20,24,25,26]. Также, все миоциты, независимо от места своей локализации, находятся под влиянием параметров гомеостатической среды единого для всей матки гуморального пространства [25].

Проведённые нами методически жёстко стандартизированные исследования механических свойств изолированных полосок миометрия [19,20,21,23,24,25,27] показали следующее:

• Каждая изолированная полоска миометрия, находящаяся в условиях суперфузии аэрированным раствором Кребса, без нагрузки уменьшает свою длину до определённого минимума (L₀). В этих условиях миометрий не обладает ни спонтанной, ни индуцированой ритмической активностью фазного типа. Может развивать сокращение тетанического типа под воздействием ударов электрического тока, демонстрировать калиевую контрактуру при воздействии высоких концентраций ионов калия.
• Любая полоска изолированного миометрия, независимо от места её иссечения (дно, тело, нижний сегмент) или слоя миометрия (наружный, внутренний) обладает свойствами механического рецептора со встроенной в него сократительной системой. Любой образец одинаково реагировал на импульс дорастяжения, точно так же на этот импульс реагировала мускулатура изолированного препарата матки или матка in situ (рис 1 а,б,в).

Рис 1а. Типичная характерная реакция изолированной полоски миометрия матки, иссечённой из нижнего сегмента во время кесарева сечения, на импульс дорастяжения с фиксацией новой увеличенной длины полоски (+ 1 мм). Продолжительность растягивающего полоску импульса – 1,0 с.

Рис 1б. Типичная тономоторная реакция изолированной матки человека на растяжение миометрия с помощью введения жидкости в баллон, помещённый в полость матки.

Рис 1в. Типичная тономоторная реакция матки женщины, обследуемой на наличие органической истмико-цервикальной недостаточности с помощью методики, разработанной Г.А.Савицким и Н.В. Аганезовой.

• По мере увеличения степени растяжения изолированных полосок миометрия при достижении длины, равной 1,5L₀, появлялась спонтанная сократительная активность, параметры которой достигали максимума при 2,0L₀ – то есть, при той степени растяжения, в которой находится миометрий в рожающей матке человека. Поскольку условием стандартизации наших опытов было использование полосок миометрия массой около 10,0 мг (1,0 мм² х 1,0 мм), то наличие спонтанной сократительной активности в каждом образце составляющем приблизительно 1:120000 – 1:140000 массы матки, являлось абсолютным доказательством того, что каждый миоцит миометрия рожающей матки человека обладает пейсмекерной активностью. На пейсмекерную активность миоцита, находящегося в оптимальной степени растяжения (2,0L₀), влияют параметры «гуморального пространства». Очень мощные утеротонические вещества и биологически активные субстанции оказывают влияние на функционирование пейсмекерного механизма клетки (α- и β-адреноблокаторы, β-адреномиметики, блокаторы кальциевых каналов, окситоцин, простагландины и пр.)
• При одинаковых условиях суперфузии и оптимальной степени растяжения (2,0L₀) все полоски, независимо от места их локализации перед иссечением, обладали одинаковой продолжительностью спонтанного или индуцированного изометрического сокращения и расслабления. Так, продолжительность сокращения для образцов из нижнего сегмента в целом составила – 36,1±0,1с; для образцов из наружного слоя тела матки – 35,9±1,1с; для образцов из внутреннего слоя тела матки – 36,1±0,1с; из наружного слоя дна матки – 35,9±1,2с; из внутреннего слоя дна матки – 35,8±0,9с. Продолжительность фазы расслабления для образцов из нижнего сегмента составила - 64,4±0,8с; для наружного мышечного слоя тела матки – 63,8±2,1с и внутреннего – 64,3±0,2; для наружного слоя дна матки – 64,2±2,0с и внутреннего – 64,8±2,1с. Параметры, напомним, характеризуют изометрический режим сокращения образцов.
• Максимум изометрического как спонтанного, так и индуцированного сокращения любой полоски миометрия строго зависел от степени его растяжения. Наибольшая величина изометрического максимума напряжения приходилось на 2,0L₀, дальнейшее растяжение полоски сопровождалось уменьшением величины напряжения на пике сокращения, а после увеличения степени растяжения до 2,7-3,0 L₀ наступал разрыв полосок. Важно, что максимум изометрического напряжения сокращающейся полоски (около 9,8-10,0 Н/см²) был в четыре раза меньше величины силы, которая требовалась для растяжения полоски свыше 2,0 L₀. То есть, ни один участок мышцы в теле матки и нижнем сегменте не мог быть насильственно растянут сокращающимся соседом, за исключением полосок ткани из дистальной части нижнего сегмента матки, которые не обладали спонтанной сократительной активностью и содержали очень мало гладкомышечной ткани.
• В основе механизма синхронизации сократительной активности всех миоцитов рожающей матки человека лежит механорецепторный механизм обратной связи по растяжению. Активация к началу родов этого механизма является основной причиной того, что любая, активированная собственным пейсмекером, клетка немедленно активирует свою «соседку», связанную с ней прямой механической (механорецепторной) связью. Применительно к изометрическому режиму сокращения матки в первом периоде родов механорецепторный механизм обратной связи по растяжению является гарантом сохранения практически одинаковой длины и одинаковой величины напряжения каждого из миоцитов, находящихся в одном пучке [19,23,25]. Однако, абсолютным условием реализации механорецепторных свойств каждого из миоцитов является наличие между ними прямой механической (механорецепторной) связи. Нам удалось доказать, что наличие такой связи вовсе не означает наличие именно непрерывной анатомической связи. Физическая и физиологическая сущность прямой механической связи заключается в том, что любой импульс дорастяжения, возникший в любом месте сократительной системы, мог практически мгновенно, из-за малой инерционности миоцитов, транслироваться от клетки к клетке без фатальной потери его величины (силы). Для реализации синхронного сокращения всех, связанных в единую сократительную систему, элементов необходима именно прямая механическая связь, даже если, например, один из элементов не имеет прямой анатомической связи с другим. На рис.2 демонстрируются схемы опытов, из которых становится понятной физическая и физиологическая суть этого феномена самоуправления и саморегуляции сократительной деятельности миометрия.

То есть, ни одинаковой гомеостатической среды в едином гуморальном пространстве, ни наличие непосредственных анатомических контактов (щелевых) между некоторыми миоцитами в пучках, ни наличие прямой анатомической связи (опыты А и В) не позволяют реализовать механорецепторный механизм обратной связи по растяжению, если нет прямой механической связи (опыт Б) между сократительными элементами. Между тем, результаты опыта В свидетельствуют о том, что появление дополнительных точек фиксации, приводящих к фатальной потере силы импульса дорастяжения, может превратить одну в анатомическом смысле единую полоску в ряд сократительных систем, в которых реализуется механизм обратной связи по растяжению.

Появление различных точек фиксации в пучке миометрия, прерывающих прямую механическую связь с сопряжёнными анатомическими отделами единого единого гладкомышечного пучка, зависит от резкого увеличения фрикционного сопротивления силы тяги вследствие изменения хода пучка (резкий изгиб), перетяжка и т.д.. Это дало нам основание предположить, что при переходе из тела матки в нижний сегмент пучок гладкомышечных волокон в зоне контракционного кольца может «приобрести» новую функциональную точку (точки) фиксации, которая единый, в анатомическом понимании, структурный элемент может разделить на три отдельных, каждый из которых может проявлять свои особенности функционирования в теле матки, контракционном кольце и нижнем сегменте.

Опыты с изменением параметров суперфузионной среды показали, что большинство утеротропных препаратов, широко используемых в клинике, в наибольшей степени влияют на пейсмекерную активность и базальный тонус миоцитов и в наименьшей – на величину изометрического максимума напряжения и продолжительность сокращения и расслабления мышцы [19,23,25,27]. Таким образом, проведённые нами исследования позволяют полагать, что мускулатура нижнего сегмента матки не имеет каких-либо принципиальных морфологических или физиологических отличий, обладает одними и теми же свойствами и параметрическими характеристиками активности. Однако, появление в зоне контракционного кольца дополнительной зоны фиксации прерывает прямую механическую (механорецепторную) связь между частью доли одного пучка, локализованного в теле матки, и той частью пучка, которая локализована в толще нижнего сегмента. При этом сохраняется иной механизм, реализующий прямую механическую связь между мускулатурой нижнего сегмента и мускулатурой тела матки – это плод, перемещение части которого из одного функционального отдела матки в другой, аналогично эффекту опыта Б (рис. 1), будет генерировать импульс дорастяжения на мускулатуру нижнего сегмента матки, что и вызывает сокращение её мускулатуры. Однако, учитывая сравнительно большую инерционную массу плода, сокращение нижнего сегмента будет наступать чуть позже, чем начинается сокращение мышцы тела матки.

III. Особенность сократительной деятельности нижнего сегмента матки в родах.

Известно, что давление в жидкости, заключённой в полость с оболочкой из вязкоэластичной ткани, прямо зависит от величины напряжения в этой оболочке в каждый данный момент времени. Наши морфологические, экспериментальные, УЗ-биометрические и рентгенологические исследования позволили установить, что в рожающей матке человека функционируют, как минимум, две полости – полость тела матки и полость нижнего сегмента, давление в жидком содержимом которых прямо зависит от степени тангенциального напряжения их мышечных стенок [1,2,3,4,11,13,19,20,21,22,25]. Следовательно, используя двухканальную внутреннюю гистерографию, когда каждый из каналов регистрирует давление в своей полости, мы могли изучать сократительную деятельность оболочек тела матки и её нижнего сегмента.

Уже давно было замечено, что сила, с которой во время сокращения матки головка плода давит на ткани перешейка и шейки матки имеет прямую, но отнюдь не линейную корреляцию с величиной внутриамниотического давления [31,34,35,36, 37,38]. При замедленном течении родов, даже при высоком амниотическом давлении, величина давления головки на шейку матки оказывается много меньшей, чем при нормальной дилатации шейки и сопоставимых величинах внутриамниотического давления [31,34,35,36,37,38,39]. При изучении динамики внутриполостного давления с использованием двухканальной внутренней гистерографии по методу проф. В.В.Абрамченко [1,2,3,4] были получены следующие результаты (таблица 1). Было подтверждено, что мышечные оболочки тела и нижнего сегмента матки функционируют относительно синхронно,но сократительная деятельность нижнего сегмента имеет ряд принципиально важных особенностей.