Биомеханически ориентированный сруктурно-функциональный анализ современных данных о функциональной морфологии и физиологии матки в родах.

Следование положениям закона соответствия структуры и функции – главное условие понимания основ биомеханики родовой схватки. На этом положении построены все доминирующие концепции, каждая из которых имеет «свою правду», имеющую отношение к структуре и функции рожающей матки. Действительно, концепция «тройного нисходящего градиента» опирается на свои представления о функциональной морфологии и физиологии миометрия, концепция «контракции-ретракции-дистракции» - на свои, равно как и концепция «реципрокных отношений». Единственное, что их объединяет – это представление о том, что в момент сокращения миометрия в нём возникает прямой вектор тяги, направленный от шейки к дну матки, посредством которого и растягивается (раскрывается) шейка матки. В этой теоретической реальности, тщательно охраняемой её авторитетными сторонниками, мы существуем уже более полувека. Мы, также как и все создатели концепций биомеханики родовой схватки, также пытались провести комплексный структурно-функциональный анализ генеза родовых сил используя те же методические и методологические приёмы.

Роль мышечной системы матки в генезе родовых сил

Во время фазы сокращения каждая из элементарных сократительных единиц, входящих в состав функционального сократительного модуля, генерирует силу тяги, направленную по оси клетки, и, следовательно, по оси модуля. Эта сила тяги равномерно воздействует на функциональные точки фиксации, стремясь сместить их к воображаемому центру модуля. Смещение функциональных точек его фиксации возможно, если величина силы тяги окажется большей, чем величина упругого сопротивления структур, образующих точку фиксации. Сегодня хорошо известно, что в систолу родовой схватки никакого смещения точек фиксации функциональных сократительных модулей не происходит. Сокращение происходит в изометрическом режиме, то есть, без укорочения длины элементарных сократительных единиц. Это происходит потому, что сила продольно ориентированной по оси модуля тяги недостаточна для преодоления упругого сопротивления ни анатомических, ни функциональных точек фиксации. А феномен «ретракции», который в начале XX века «придумал» Bumm, оказался таким же мифом, как «пейсмекер», «реципрокность» и т.д..

Трёхмерная сетчатая структура миометрия, находящегося в состоянии оптимального растяжения, при синхронизированном сокращении входящих в него модулей создаёт такую систему пересекающихся в трёх плоскостях линейных натяжений, которая приводит к тому, что в каждый данный момент в каждой точке мышечной оболочки матки генерируется одинаковая сила тангенциального напряжения. Но тут необходимо одно уточнение. Мышечная оболочка тела матки «отделена» от мышечной оболочки нижнего сегмента контракционным кольцом. То есть, это кольцо является морфологической структурой прерывающей прямую механическую связь между разными частями одного и того же сократительного модуля – если он «принадлежит» и телу и нижнему сегменту матки. Это не позволяет возникающему во время сокращения линейному натяжению в одной части модуля непосредственно транслировать его на другую половину, так как они разделены механически функциональной точкой фиксации, локализованной в контракционном кольце несмотря на то, что все три части модуля, локализованные в теле, контракционном кольце и нижнем сегменте, представляют из себя фрагменты единого (в анатомическом смысле) образования. Это, во-первых, исходя из положений закона соответствия структуры и функции, сразу же позволяет разделить мышечную оболочку матки в родах на три функциональных отдела – тело матки, контракционное кольцо и нижний сегмент, в которых суммируемые в фазе сокращения линейные натяжения создают и различные биомеханические эффекты. Это, во-вторых, должно феноменологически проявляться при хронособытийном анализе «биомеханического поведения» каждого из функциональных отделов мышечной оболочки матки.

Изометрическое сокращение жёстко фиксированного к костям таза наружного мышечного слоя матки, состоящего из плотно упакованных сократительных модулей, создаёт в систолу схватки столь же жёсткую «рубашку тела матки», в которой вся (или почти вся) энергия сокращения конвертируется в давление, направленное к центру воображаемой сферы. С другой стороны, с участием механизма обратной связи по растяжению, «рубашка тела матки» практически исключает возможность растяжения сократительных элементов или краниального смещения тела матки на всём протяжении систолы родовой схватки. «Рубашка тела матки» облегает огромное сосудистое образование – разделительный венозный синус, в котором может содержаться до 250 мл крови, и сосудистый внутренний мышечный слой, пронизанный огромным количеством лакунарно трансформированных венозных сосудов. Следовательно, по отношению к наружному мышечному слою тела матки часть миометрия, армирующая зону разделительного венозного синуса и являющаяся морфофункциональной основой внутреннего мышечного слоя, является внутриматочной структурой, по своим гидравлическим свойствам аналогичной интервиллёзному пространству и полости амниона. Тем не менее, трёхмерная сетчатая структура внутреннего мышечного тела матки при синхронном сокращении с мускулатурой наружного мышечного слоя также практически полностью конвертирует энергию напряжения во внутримиометральное и, следовательно, во внутриматочное давление. При этом, определяя величину трансмурального давления в венозных депо разделительного венозного синуса, в лакунах внутреннего мышечного слоя и динамику давления в интервиллёзном пространстве, внутренняя структура внутренних по отношению к «рубашке тела матки» отделов миометрия создаёт особую «гидравлическую среду», которая оказывает влияние на «внутриматочный» объём.

Таким образом, основная биомеханическая задача сокращающегося в родовую схватку миометрия тела матки состоит в конвертации энергии изометрического сокращения функциональных модулей в интрамиометральное и интраамниотическое давления.

Контракционное кольцо не только разрывает прямую механическую связь между функциональными сократительными модулями тела матки и нижнего сегмента, но гидравлически «разделяет» полости тела и нижнего сегмента на две относительно изолированные полости. Роды отличаются от беременности именно появлением контракционного кольца, как функционального образования. И начало его функционирования связано с повышением базального тонуса активированного миометрия. «Гидравлическая изоляция» полостей тела и нижнего сегмента матки в родах условна – в обеих полостях находятся части плода, но циркулярные напряжения, генерируемые в полупетлевых частях функциональных модулей, образующих контракционное кольцо, чётко делят полость амниона на две части. Сегодня это уже факт не вызывающий сомнений [21,23,26,29,35,37,40,41]. Но при этом важно помнить о том, что при физиологических и патологических родах контракционное кольцо обеспечивает гидравлическую изоляцию полостей тела и нижнего сегмента матки на всём протяжении родового цикла – в паузе между сокращениями и в фазах систолы и диастолы схватки. Это обстоятельство, в свою очередь, обуславливает возникновение определённых биомеханических различий функционирования мускулатуры тела и нижнего сегмента матки, которые никак не связаны с наличием гено- или фенотипических различий в миоцитах этих областей матки. Но различия эти существуют и они достаточно демонстративны. Если амниотическое давление есть функция величины напряжения миометрия конкретного отдела матки, то по его динамике можно отследить и различия в функционировании различных отделов мышцы. Чётко установлено, что в паузе между маточными сокращениями в родах давление в полости тела матки выше, чем давление в полости нижнего сегмента. С началом схватки давление в обеих полостях начинает повышаться, но скорость повышения давления в полости в полости нижнего сегмента оказывается большей, чем в полости тела матки.

Градиент давлений в пользу полости тела матки исчезает при достижении давления в обеих полостях величин порядка 27-30 мм.рт.ст.. После этого градиент давлений инвертируется в пользу полости нижнего сегмента и сохраняется до пика маточного сокращения. При расслаблении матки происходит «обратная» инверсия градиентов до давления 27-30 мм.рт.ст в полости теле матки, после чего давление в полости матки вновь превышает давление в полости нижнего сегмента на протяжении второй фазы диастолы, паузы между схватками и первой фазы систолы. При этом, всё-таки, есть необходимость уточнить понятие «полость нижнего сегмента». С точки зрения формальной морфологии эта «полость», которая к началу родов является шаровым слоем, а к концу периода раскрытия цилиндром, и является пространством, содержащим часть фетоамниотического комплекса. А с «гидравлической» точки зрения полость нижнего сегмента – это часть его полости, заполненная околоплодными водами, которая сверху ограничена контракционным кольцом, а снизу зоной плотного контакта тканей его оболочки в месте её максимальной деформации (зоны «разрушения», зоны растяжения и т.д.). Обычно эта зона соответствует минимальному диаметру предлежащей части плода. Уже к началу физиологических родов при полностью готовой к родам шейке матки эта гидравлическая полость нижнего сегмента хорошо идентифицируется при ультразвуковом исследовании. И эта полость, независимо от наличия или отсутствия передних вод, сохраняется на всём протяжении периода раскрытия.

Необходимо сделать ещё одно принципиально важное уточнение. В отличие от мускулатуры тела матки, которая равномерно растянута на фетоамниотическом комплексе, степень исходного растяжения мускулатуры нижнего сегмента неодинакова. И эти различия в степени растяжения терминальных частей функциональных модулей не столь важны при определении различий в величинах изометрического максимума напряжения, сколь они важны при определении величины максимума упругого сопротивления при растяжении.

Необходимо, также, напомнить, что дистальная треть нижнего сегмента имеет иную морфологию, чем две проксимальных трети. Если две последние представлены мышечной тканью абсолютно идентичной по строению внутреннему мышечному слою и формально могут считаться «его продолжением», то дистальная треть уже является сосудисто-соединительнотканно-мышечным образованием. В этой зоне нижнего сегмента сохраняется мощное развитие венозных лакунарно трансформированных сосудов, но резко уменьшен объём мышечной ткани, которая представлена точками фиксации функциональных модулей, имеющих разную по «высоте» локализацию. Именно поэтому точка текучести тканей нижней трети нижнего сегмента матки в родах очень близко отстоит от точки максимального сопротивления деформации (модуля упругости). Это резко снижает диапазон устойчивости к сверхдеформации при радиальном растяжении тканей этого отдела нижнего сегмента в родах. Именно нижняя треть нижнего сегмента матки является «locus minoris resistencio», с которого начинается процесс перерастяжения его тканей при патологических родах.

Так какова всё же роль мускулатуры нижнего сегмента матки в первом периоде родов?

Несомненно, что мускулатура нижнего сегмента «не передаёт» никаких усилий с тела матки на шейку – это невозможно, поскольку нет прямой механической связи между этими мышечными системами.

Несомненно, что почти на всём протяжении латентной и части активной фазы периода раскрытия в дистальных отделах нижнего сегмента идёт процесс адаптивной деформации – его трансформация из шарового слоя в цилиндр, которая связана с последовательно происходящим растяжением его тканей в радиальном направлении. Этот процесс обусловлен внешним воздействием на ткань дистальных отделов нижнего сегмента и никак не связан «с активным расслаблением его мускулатуры». Так как абсолютно точно доказано, что процесс адаптивной деформации дистальных отделов нижнего сегмента связан с увеличением объёма, прежде всего, «гидравлической полости», есть все основания полагать, что основу сил деформации дистальных отделов нижнего сегмента составляют силы, генерируемые в верхнем сегменте рожающей матки.

Роль собственной мышечной оболочки нижнего сегмента матки в таком случае сводится:

А. К модуляции действия этих внешних сил на собственную ткань;

Б. Поддержание биомеханического эффекта с помощью генерации собственных линейных натяжений в функциональных модулях. Но (это очень важно!) в отличие от мускулатуры верхнего сегмента матки, мускулатура нижнего сегмента имеет прямую механическую связь с шейкой матки, то есть, оказывает прямое механическое воздействие на её ткани.

Это - во-первых. А во-вторых, величины изометрического максимума сокращений частей функциональных модулей, локализованных в теле матки или её нижнем сегменте, равны (в пределах 9,8 Н/мм²). Более того, на высоте изометрического напряжения мускулатуры матки в систолу схватки в нижнем сегменте при физиологической схватке генерируются линейные натяжения, превышающие по величине те, которые генерируются в мышце тела матки. Всё это свидетельствует о том, что роль нижнего сегмента матки в родовом процессе ещё не до конца понята и изучена.

Роль миометральной системы матки в биомеханике фазы расслабления

Сегодня уже установлено, что мускулатура тела матки в систолу родовой схватки сокращается в изометрическом режиме, то есть, без укорочения длины функциональных сократительных модулей и, следовательно, при сохранении величины объёма полости тела матки. Сегодня также абсолютно точно установлено, что любое укорочение растянутых сократительных модулей миометрия тела матки мгновенно и необратимо фиксируется.

В то же самое время мы абсолютно точно знаем, что в результате эффективного родового сокращения матки в периоде раскрытия часть объёма плодно - амниотического комплекса перемещается из полости тела матки в полость нижнего сегмента, что окончательно и фиксируется мгновенным укорочением функциональных модулей. При этом, естественно, уменьшается объём части плодно - амниотического комплекса, локализованного в полости тела матки и происходит это всё в фазу диастолы родовой схватки. При этом причиной укорочения функциональных модулей является первичное уменьшение объёма плодно – амниотического комплекса. локализованного в полостях тела матки. То есть, это процесс пассивный, не связанный с величиной напряжения расслабляющегося миометрия тела матки. Следовательно, активное перемещение части плодно – амниотического комплекса из полости тела матки в полость нижнего сегмента является следствием воздействия на него иных физических процессов, прямо не связанных с абсолютной величиной напряжения мышечной оболочки этого отдела матки.

Ещё более сложные и «миометрально прямо независимые» процессы при этом происходят в нижнем сегменте матки. Парадоксально, но возрастание объёма нижнего сегмента матки наблюдается с началом родов в систолу схватки, то есть при постоянстве объёма полости тела матки. Однако, уже в систолу каждого эффективного сокращения матки происходит перемещение части плодно – амниотического комплекса из верхнего сегмента матки в нижний, которое продолжается и в начальной фазе диастолы. И это происходит при каждом эффективном маточном цикле до тех пор, пока нижний сегмент не превратится в цилиндр. Этот процесс абсолютно сопряжён с деформацией шейки матки и перемещением части объёма плодно – амниотического комплекса из полости нижнего сегмента в полость деформируемой шейки и кнаружи от плоскости наружного зева. После того, как нижний сегмент матки трансформируется в цилиндр, его объём до конца периода раскрытия остаётся постоянным в любую фазу конкретного маточного цикла. А весь объём перемещаемого из полости тела матки плодно – амниотического комплекса в полость нижнего сегмента уже перемещается далее – в полость деформируемой шейки матки.

Для того, чтобы понять сложную биомеханическую «игру» перемещения частей объёма плодоамниотического комплекса необходимо детально рассмотреть хронособытийную характеристику конкретного цикла деформации шейки матки при конкретном родовом сокращении матки. В своё время мы детальным образом проанализировали фактические материалы исследований, которые были посвящены цервикометрии в родах [6,29,35,

37,41]. Особенно много информации мы получили при анализе исследований, в которых цервикометрия сопровождалась одновременным изучением динамики амниотического давления.

Рассмотрим для примера конкретный цикл деформации шейки в конкретном маточном цикле у первородящей с физиологическим течением родов в начале активной фазы периода раскрытия. Исходный диаметр наружного маточного зева сглаженной шейки матки равняется 5 см. С началом схватки (начало подъёма амниотического давления) прошло 6,5 секунд, когда начался процесс раскрытия зева. Максимальная величина диаметра маточного зева – 7,5 см (!) была достигнута уже в первой фазе диастолы, отступя от пика амниотического давления на 8 секунд. С этого момента началась обратная деформация зева, процесс которой продолжался всё остальное время диастолы и достиг минимума уже в паузе между схваток, спустя 18 секунд после достижения амниотическим давлением базального уровня (5,3 см). То есть, на пике деформации зева его диаметр на 2,2 см (!) превышал диаметр зева, который достигнут в итоге эффективной родовой схватки. Следовательно эффективность цикла деформации составила 0,3 см (!). Она оказалась в 7,3 раза меньшей, чем регистрировалась на пике деформации. Очень важно, что обратная деформация зева осуществлялась под влиянием эластических свойств ткани шейки и не зависела линейно от величины амниотического давления. Пик деформации зева связан с изменением геометрии шейки и значительным увеличением объёма её полости, который «плотно» заполнен содержимым нижнего полюса плодоамниотического комплекса. Но важно и то, что на пике деформации за пределы плоскости наружного зева был также перемещён значительно больший объём плодоамниотического комплекса, который частично был «возвращён назад» в процессе обратной деформации шейки. Следовательно, суммарный объём плодоамниотического комплекса, который был перемещён из полости нижнего сегмента в полость деформируемой шейки и за пределы плоскости наружного зева был намного большим, чем окончательно зафиксированный в итоге маточного цикла. Поскольку объём полости тела матки и полости нижнего сегмента в систолу и в начальной фазе диастолы до времени достижения пика деформации шейки матки постоянен, а объём плодоамниотический комплекс на протяжении конкретного маточного цикла также является величиной постоянной, то какова же природа экстраовулярного внутриматочного объёма, который участвует в активном и пассивном возвратно - поступательном перемещении нижнего полюса плодоамниотический комплекс во время каждого деформационного цикла шейки матки при физиологической родовой схватке? Ответ на этот вопрос напрашивается сам собой. Единственная, гидравлически однородная жидкому содержимому плодоамниотического комплекса, среда, которая расположена внутриматочно и объёмы которой меняют свою величину во время родовой схватки – это жидкая кровь, которую содержат гигантские по объёму венозные депо миометрия и интервиллёзное пространство.