Анатомия и физиология матки

ЧАСТЬ III

РОДЫ. ОСЛОЖНЕНИЯ

Глава 19

ФИЗИОЛОГИЯ РОДОВ

Анатомия и физиология матки

Матка обладает способностью сокращаться в течение всего детородного возраста женщины, на протяжении менструального цикла, во время беременности, родов и в послеродовом периоде. Наибольшей выраженности эта способность достигается в родах. В послеродовом периоде активность матки постепенно снижается, возвращаясь к уровню, характерному для матки у небеременных женщин. На сократительную способность миометрия оказывают влияние гормональные, нейрогенные и гуморальные факторы. Поскольку миометрий участвует в нейроэндокринном половом цикле и осуществлении репродуктивной функции, его изменения (как органа, удерживающего и изгоняющего плодное яйцо) очень важны в сохранении специфических функций женского организма.

Матка представляет собой полый орган, образованный из гладкомышечной, соединительной (коллагеновой) и эластической ткани. Длина матки вне беременности 7—8 см, ширина 5—6 см, переднезадний размер 3—4 см; ²/₃ длины матки составляет тело, ¹/₃ — приходится на перешеек и шейку. При гипоплазии матки наблюдается обратное соотношение длины тела и шейки.

В матке различают дно, тело, перешеек и шейку (надвлагалищная и влагалищная части). Во время беременности из нижней части тела, перешейка и надвлагалищной части шейки матки формируется так называемый нижний сегмент матки, который вместе с телом матки составляет плодовместилище.

Различают переднюю и заднюю поверхности матки, правое и левое ребро, трубные углы, откуда отходят маточные трубы, собственные связки яичников. На шейке имеется передняя и задняя губы, между которыми находится наружный маточный зев шеечного канала, соединяющий полость матки с влагалищем. Наружный зев шейки матки у нерожавших женщин имеет поперечно-овальную или округлую форму, а у рожавших — щелевидную вследствие надрывов, произошедших в родах.

Перешеек матки является частью шейки матки. Верхняя граница перешейка и тела матки называется внутренним анатомическим зевом. Место перехода эндометрия в слизистую оболочку канала шейки матки называется гистологическим зевом. Их границы не совпадают. Передняя стенка шейки матки тоньше, чем задняя, и легче растягивается в родах. Перешеек открывается кверху в полость матки через анатомический внутренний зев, книзу в канал шейки матки через гистологический зев.

Снаружи тело матки покрыто висцеральной брюшиной, передний и задний листки которой у боковых поверхностей матки соединяются, образуя широкие связки матки. Листки широких связок переходят на стенки малого таза. Между листками широких связок проходят сосуды и нервы.

Толщина мышечной оболочки в дне матки составляет 1,5—2 см у небеременной и 4—5 см у беременной женщины. В средней части тела матки на протяжении всей длины миометрий более компактный; с боков (ребра матки, нижний сегмент, шейка) — менее уплотненный из-за вхождения в его толщу сосудов (здесь он легче рвется).

Миометрий имеет сложное трехмерное строение: волокна гладкомышечных пучков расположены в разных направлениях. Сложность анатомической структуры матки обусловлена тем, что ее верхний (дно, тело) и нижний (перешеек, шейка) сегменты во время беременности и родов выполняют разные функции: верхний сегмент — сохраняющую или изгоняющую, нижний соответственно — «запирательную» во время беременности. В родах шейка матки должна полностью раскрыться на ширину 10—12 см, чтобы пропустить плод. Наибольший диаметр головки составляет 10—12 см.

Фетальная матка в антенатальном периоде развивается из двух парамезонефрических (мюллеровых) протоков. На 8-й неделе гестационного периода образуются шейка и перешеек матки, тело матки остается рудиментарным.

Позже, во II триместре гестации (26—28 нед), формируется дно и тело матки (архимиометрий), при этом слои миометрия прорастают друг в друга и между ними исчезает четкая граница. Степень слияния мюллеровых протоков может быть различной. Неполное слияние их способствует возникновению пороков развития (седловидная, двурогая матка) или врожденной неполноценности структуры миометрия (гипоплазия матки). В будущем у такой женщины возможны нарушения функции матки (невынашивание и недонашивание беременности, инертность матки в родах).

В связи с этим при сборе анамнеза следует обращать внимание на массу тела пациентки при рождении, наличие осложненного течения беременности и родов у матери пациентки, особенности физического развития, перенесенные заболевания в подростковом и юношеском возрасте, начало становления менархе и характер менструального цикла.

Необходимо учитывать, что постпонирующий (29—35 дней) и антепонирующий (21—27 дней) менструальные циклы нельзя в полной мере считать нормальными. Часто они являются свидетельством того, что регуляция половой системы женщины со стороны нейроэндокринной системы неустойчива.

Важно установить, через какой срок от начала половой жизни наступила первая беременность, чем она окончилась, как протекали предыдущие беременности и роды, какова масса рожденных детей, особенности течения послеродового или послеабортного периодов.

Стенка матки состоит из трех оболочек: серозной (висцеральная брюшина матки), мышечной (миометрий) и слизистой оболочки, которая во время беременности претерпевает децидуальное превращение.

В свою очередь в миометрий различают три слоя: наружный, срединный (васкулярный) и внутренний (субваскулярный).

Наружный (поверхностный) слой миометрия образован довольно тонким пластом мышечных и соединительнотканных пучков, которые в основном являются продолжением связок: круглых, собственных связок яичников, прямокишечно-маточных и пузырно-маточных. В этот слой вплетаются поверхностные продольные волокна маточных труб. Обращает на себя внимание тесное переплетение мышечных волокон и связок матки между собой, с волокнами правой и левой, передней и задней поверхностей матки.

Продольные и косо расположенные мышцы этого слоя наиболее выражены в дне и теле матки. Большая часть продольных мышц спереди переходит в круглые связки (где они сворачиваются в жгутик), сзади продольные мышцы вплетаются в перешеек и переходят в прямокишечно-маточные связки.

Продольные мышцы влагалища через своды проникают в шейку матки и переплетаются с ее круговыми мышцами, образуя продольный слой шейки (наиболее выраженный по задней поверхности).

Срединный мышечный слой матки наиболее мощный. Именно он обеспечивает основную сократительную силу матки во время схваток и потуг. Этот слой весь пронизан кровеносными сосудами (артерии, вены, капилляры), поэтому называется также сосудистым слоем. Слой этот состоит из плотного сетчатого коллагенового каркаса, в который органически вплетены гладко-мышечные пучки, ориентированные в различных направлениях: поперечно, циркулярно, спиралеобразно, косо, продольно.

В теле матки преобладают продольно ориентированные пучки гладкомышечных клеток, переходящие в нижнем сегменте в поперечно и кругообразно расположенные волокна.

Круговые мышцы срединного слоя располагаются глубже продольных. В дне матки циркулярные мышцы имеют сравнительно тонкий слой. В теле матки этот слой увеличивается. И особенно он выражен на границе с внутренним зевом и в самом внутреннем зеве матки.

Весь срединный мышечный слой расположен таким образом, что толщина его максимально выражена в верхних отделах (дно и тело) матки. Толщина этого слоя уменьшается сверху вниз. В нижнем сегменте он тонкий и практически сходит на нет в шейке матки. Гладкомышечные пучки этого слоя в дне и теле матки располагаются преимущественно продольно (косопродольно), а в нижнем сегменте и шейке матки — кругообразно (циркулярно). Спереди продольные волокна вплетаются в проксимальную часть нижнего сегмента матки, сзади тесно переплетаются со всеми круговыми волокнами нижнего сегмента и шейки матки. Все связки матки (круглые, пузырно-маточные, прямокишечно-маточные, кардинальные и широкие) вплетаются не только в наружный, но и в срединный слой, прочно фиксируя матку к костям таза.

В дне матки основная масса мышечных волокон срединного (васкулярного) слоя миометрия также располагается в продольном направлении, а в нижнем сегменте и шейке матки имеет циркулярное расположение. Во всех отделах матки продольные волокна тесно переплетаются с поперечными.

Спереди гладкомышечные волокна расположены только в поперечном направлении, поэтому легко производится тупое разведение краев поперечного разреза матки при кесаревом сечении. Срединный слой наиболее мощный из всех слоев матки.

Продольные мышцы этого слоя наиболее выражены в дне и теле матки. Круговые мышцы расположены сравнительно тонким слоем, толщина которого более выражена в области перешейка (внутренний зев). Помимо этих волокон, имеются отдельные мышечные пучки, которые штопорообразно оплетают матку от дна до шейки и обратно.

Третий, самый глубокий, слой, миометрия — внутренний — субваскулярный состоит преимущественно из поперечных мышечных волокон, которые тесно соприкасаются со слизистой оболочкой матки. Пучки мышечных волокон идут по спирали по ходу часовой стрелки. Некоторые волокна этого слоя имеют обратное направление. В области тела матки мышечные волокна перекрещиваются под острым углом. В нижних отделах угол переплетения приближается к тупому. Такое сложное и разнообразное направление мышечных волокон имеет важное значение в процессах растяжения, сокращения, увеличения и уменьшения полости матки.

Передняя и задняя стенки матки имеют разное строение. Мышечные волокна передней стенки соединены более рыхло, поэтому растяжение матки во время беременности происходит в основном за счет передней, а не задней стенки.

Сетчатое переплетение мышечных и соединительнотканных волокон передней и задней стенок обусловливает прочность этих стенок по сравнению с боковыми отделами матки, где матка легче рвется.

При нормальных родах в период между схватками расслоение мышц глубокого слоя миометрия более продолжительное, чем в срединном и наружном слоях. Это приводит к постоянному остаточному увеличению длины мышц и сохранению объема плодовместилища.

Внутренний слой миометрия непосредственно соприкасается с базальной мембраной, отделяющей компактный слой матки.

В родах расслабление мышц внутреннего слоя наряду с непродолжительным и несильным его сокращением предохраняет плод от механических воздействий и нарушения гемодинамики в субплацентарной зоне и в плаценте.

Из слоя в слой проникает большое количество мышечных пучков, которые в местах перехода имеют различные углы наклона по отношению к оси матки. При этом продольная ориентация мышечных пучков в верхнем сегменте изменяется на круговую в нижнем сегменте матки. Таким образом, мышечные волокна имеют большую длину и переходят сверху вниз, из продольного пучка в поперечный.

Разное расположение мышечных пучков на передней и задней стенках матки обусловливает растяжение передней поверхности тела матки, ее перешейка и надвлагалищной части шейки матки при формировании нижнего сегмента, а также процессы «миграции» низкорасположенной плаценты во время беременности. Задняя стенка матки меньше участвует в формировании плодовместилища, поэтому при низкой локализации плаценты по задней стенке на ее смещение (миграцию) рассчитывать не следует.

J. Daelz (1974) различает два основных функциональных слоя миометрия: наружный — активный, мощный в дне и теле матки, но тонкий, сходящий на нет в дистальном отделе шейки матки, и внутренний, хорошо выраженный в шейке и области перешейка, истонченный в дне и теле матки. Последний слой J. Daelz назвал «зона молчания», подчеркнув его весьма слабую сократительную активность. В родах наружный слой реагирует на окситоцин, простагландины и вещества, оказывающие тономоторное действие. Состояние внутреннего слоя в определенной степени отражает функциональную готовность фетоплацентарной системы к родам, которая проявляется в структурных изменениях шейки матки («зрелость» шейки матки).

Наличием различной функциональной активности слоев объясняется и особый характер сокращения матки в родах. Наружный слой в каждую родовую схватку активно сокращается и постепенно перемещается кверху, а внутренний при этом активно расслабляется, обеспечивая укорачивание, сглаживание и раскрытие шейки матки.

Разнообразное расположение гладкомышечных пучков в миометрии (перпендикулярно, параллельно, под углом друг к другу), сложность переплетения их с коллагеновым каркасом (который, с одной стороны, разделяет мышечные пучки, а с другой — объединяет их в отдельные мышечные комплексы), зависимость эффекта сокращения пластов (слоев, пучков) миометрия от их расположения, преобладающей плотности α- или β-адренорецепторов позволяют понять удивительно сложный характер сокращения матки в родах. Одна часть органа сжимается, другая в это время расслабляется и раскрывается, дно и тело матки как бы вбирают в себя часть мышечных волокон и их стенки утолщаются. Нижний сегмент растягивается и истончается. Часть мышечных волокон находится в состоянии тонического напряжения, другая часть — в стадии покоя, и не просто покоя, а активного расслабления.

Сокращения матки происходят от дна к нижнему сегменту, при этом сокращения одних мышечных пучков сопровождаются одновременным расслаблением других. Но может иметь место и обратный градиент сокращения: снизу вверх (тяжелая форма дискоординации родовой деятельности).

К началу родов разные отделы матки имеют неодинаковую функциональную активность: наиболее выражена она в дне, теле, наружном и срединном слоях, тогда как нижний сегмент и субваскулярный (внутренний) слой менее активны. Эти функциональные различия подтверждены многочисленными физиологическими и биохимическими исследованиями.

Мышечные пучки, элементы соединительной ткани, сосуды и нервы составляют ²/₃ массы миометрия. В шейке матки, напротив, имеет место небольшое содержание гладкомышечных клеток при значительном количестве соединительной ткани, что определяет ее низкую способность к сокращению.

Большое количество соединительнотканных элементов, в частности коллагеновых волокон, в шейке матки имеет важное значение в механизме размягчения, укорочения, сглаживания и раскрытия в процессе родов.

В миометрии гладкомышечные волокна перемежаются с соединительнотканными (коллагеновые) и эластическими. Содержание мышечной ткани во время беременности увеличивается, при этом наибольшее количество гладкомышечных клеток содержится в дне и теле матки, наименьшее — в дистальном ее отделе.

К сроку родов между мышечными клетками образуются мостики, по которым передаются и распространяются импульсы возбуждения и сокращения. Возбуждение распространяется также по межклеточным щелевидным пространствам.

Зона низкого сопротивления в миометрии обеспечивает синхронизацию сокращений, что определяет повышенную возбудимость матки и готовность к сокращениям на импульсы медиаторов и сокращающих веществ. В ткани миометрия нервный импульс распространяется только на определенное расстояние.

В процессе беременности масса матки увеличивается в среднем с 75 до 1000 г. Объем полости матки возрастает в 500 раз, при этом увеличиваются все размеры матки, в частности продольный размер — с 6—7 см вне беременности до 35—40 см при доношенной беременности. Увеличиваются также размеры отдельных клеток миометрия: средняя длина с 50 до 500—800 мкм, ширина — с 2—4 до 5—10 мкм. Этот феномен является результатом действия гормонов, в частности эстрогенов и прогестерона, а также ответной реакцией матки на растяжение ее полости растущим плодным яйцом. В послеродовом периоде происходит довольно быстрое возвращение размеров матки к исходному состоянию.

Миометрии состоит из множества клеток. Отдельные мышечные клетки соприкасаются друг с другом примыкающими поверхностями или отгорожены друг от друга.

Особенностью гладкомышечной ткани является способность накапливать, генерировать и распространять потенциалы действия подобно тому, как это наблюдается в скелетных и сердечной мышце, более всего в элементах системы проводимости миокарда. При этом любая изолированная полоска миометрия, взятая из препарата матки, удаленной во время беременности, способна к самостоятельному сокращению.

Миометрии дна и тела матки состоит в основном из гладкомышечных клеток (лейомиоциты), которые могут растягиваться, подвергаться процессам гипертрофии и гиперплазии, а после родов возвращаться к исходной норме.

Особенностью гладкомышечной ткани является автономность сократительной активности, а также наличие так называемого опорного аппарата, состоящего из коллагеновых и эластических волокон, образующих упругий каркас вокруг каждой клетки, и связывающего пучки мышечных волокон в единый комплекс.

Трехмерная сеть пучков гладкомышечных клеток миометрия и двухмерная сеть пучков нижнего сегмента являются основой функциональной структуры «рожающей» матки.

Способность сокращаться и возвращаться в исходное состояние — основная, но далеко не единственная функция матки в родах. Миоциты активно синтезируют коллаген и эластин, сократительные белки. В клетках матки происходят сложные метаболические реакции по превращению биохимической энергии в механическую энергию сокращения.

На поверхности клеточных мембран образуются рецепторные поля, которые реагируют на медиаторы, биологически активные субстраты, гормоны и окситоцические вещества. Медиаторная регуляция вегетативной нервной системы имеет гуморальный характер. К медиаторам относятся норадреналин и адреналин, ацетилхолин, серотонин, гистамин, циклические нуклеотиды, которые являются модуляторами многочисленных физиологических процессов, регулирующих внутриклеточный обмен и опосредующих действие других факторов (простагландины, гормоны, биологически активные вещества).

Сократительная функция матки в родах осуществляется через систему α- и β-адренорецепторов, действие которых определяет возбудимость, тонус, чередование сокращения и расслабления миометрия.

α-Адренорецепторы вызывают активизацию сократительной активности и тонуса матки, так как отвечают на воздействие простагландинов, окситоцина, серотонина, гистамина, ацетилхолина, норадреналина. Рецепторы этого вида образуются при высоком уровне эстрогенной насыщенности.

β-Адренорецепторы оказывают противоположное действие на матку: понижают тонус, снижают возбудимость, блокируют сокращения матки. Образуются в ответ на высокое содержание прогестерона.

В родах попеременно активизируются α- и β-адренорецепторы.

Особенность анатомической структуры миометрия отражает двойственное функциональное назначение матки во время беременности и в родах. Во бремя беременности тело матки растягивается, так как является плодовместилищем. Шейка выполняет запирательную функцию. В родах наоборот: сокращается верхний сегмент матки, нижний сегмент и шейка растягиваются. Шейка укорачивается, сглаживается и открывается.

Процесс возбуждения и сокращения переходит от одной клетки к другой, от одного пучка мышечных волокон к другому, в результате чего активируются и возбуждаются все мышцы матки. В миометрии отдельные зоны могут накапливать и проводить импульсы независимо друг от друга. Скорость проведения импульсов в матке составляет 1—5 см/с.

Во время беременности матка разделена на множество зон, и каждый участок матки обладает различной сократительной активностью, что в конечном итоге не позволяет матке сокращаться целиком. Это способствует сохранению базального тонуса и стабильного внутриматочного давления.

В родах возникают синхронные однонаправленные сокращения. Каждое возбуждение клетки является источником действия для рядом лежащих клеток, что вызывает волну сокращения, распространяющуюся с убывающей силой сверху вниз.

Миометрии имеет следующие особенности по сравнению с мышцей сердца и скелетной мускулатурой: фазы сокращения и расслабления в 10— 20 раз более медленные; время расслабления больше времени сокращения. Мышца матки, а также ее отдельные фрагменты могут сокращаться самостоятельно даже в изолированном состоянии в течение очень длительного времени, что связано с низким потреблением кислорода. Кусочки миометрия долго могут сохраняться при низкой температуре (4 °С), после чего в экспериментальных условиях способны проявлять весьма активную сократительную деятельность. Автоматической сократительной активностью обладают кусочки миометрия, взятые в любом отделе матки.

Для усиления эффективности сократительной активности матки в родах более важным является не столько увеличение силы сокращения, сколько повышение синхронности сокращения.

Физиологами доказано, что высокий тонус гладкомышечной ткани снижает силу (амплитуду) сокращения, так как многократно увеличивается расход энергии, распад АТФ и гликогена. Далее наступает истощение энергетических ресурсов матки, схватки ослабевают и прекращаются.

Матка характеризуется наличием локальной системы ауторегуляции, основанной на межклеточных взаимодействиях. Действие клеточных регуляторов осуществляется по кибернетическим принципам: обратная связь, разнообразие, антагонизм, синергизм.

Основной анатомической структурой миометрия является пучок одинаково ориентированных гладкомышечных клеток.

С одной стороны, процесс возбуждения может быстро перейти с клетки на клетку, с пучка на пучок, и тогда волна сокращения (в родах) охватывает всю матку. С другой стороны, пучки мышечных волокон могут проводить импульсы независимо друг от друга. Отдельные зоны, участки, группы пучков миометрия могут сокращаться в различном темпе и с различной амплитудой независимо друг от друга. И эта особенность может явиться причиной тяжелых нарушений сократительной деятельности матки в родах (гипертоническая дисфункция матки, слабость родовой деятельности).

Пучок представляет собой ряд параллельно расположенных мышечных клеток. Соединение клеток в пучках может быть различным. В одних пучках клетки плохо соприкасаются мембранами, при этом происходит слияние мембран отдельных клеток. В других пучках клетки соединяются плазматическими мостиками.

Автоматизм сокращения матки, возникающий с началом родовой деятельности, обусловлен не только способностью гладкомышечных клеток самостоятельно вырабатывать импульсы и генерировать потенциалы действия, но и особым пространственным режимом проведения импульса действия, который обеспечивается системой разнообразных межклеточных и клеточных связей. Эта система имеет важное значение в процессе родов, когда сокращения и расслабления матки происходят в течение многих часов, а иногда и суток.

Таким образом, каждый потенциал действия одной клетки является источником импульса для возбуждения рядом лежащей. Многообразие клеточных контактов в миометрии обусловлено, очевидно, различным функциональным состоянием дна и тела матки по отношению к нижнему сегменту и шейке матки. В то время как одна часть мышечных пучков в каждом слое матки сокращается, другая активно расслабляется и растягивается, что обеспечивает сложное перемещение мышечных пластов во время беременности и в родах.

Форма гладкомышечных клеток веретенообразная. Каждая клетка имеет ядро, цитоплазму (саркоплазма) и клеточную оболочку (сарколемма).

Цитоплазма, помимо органоидов, характерных для клеток всех тканей, имеет сократительный аппарат — миофибриллы, которые располагаются на периферии цитоплазмы и ориентированы вдоль оси клетки. Каждая миофибрилла состоит из пучка нитей (миофиламенты), которые идут от одного конца клетки до другого. Различают тонкие и толстые филаменты. Филамент представляет собой удлиненные молекулы мышечных белков (актиномиозиновые комплексы), занимающие большую часть клетки. Гладкомышечные клетки способны к сложным специфическим межклеточным взаимодействиям. С функциональной точки зрения, гладкомышечная ткань характеризуется медленными сокращениями и способностью длительно находиться в состоянии сокращения, затрачивая при этом мало энергии.

Клетка характеризуется выраженной складчатостью, имеет большое количество пиноцитов и отростков, что позволяет ей сильно растягиваться, изменив форму, величину, и возвращаться в исходное состояние.

Клеточная мембрана состоит из двойного слоя молекул липидов, к которым с обеих сторон примыкают молекулы белков. В состоянии покоя молекулы липидов расположены таким образом, что их полярные части обращены к белкам, в результате чего создается высокое электрическое сопротивление при низкой ионной проводимости. Полипептидные цепочки молекул белка располагаются перпендикулярно к молекулам липидов.

Белковый слой по структуре напоминает сетку, состоящую из длинных, расположенных параллельно молекул, находящихся на поверхности интерфазы, причем их неполярные группы направлены к неполярной фазе, а полярные — в сторону водной фазы. Клеточная мембрана характеризуется высокой эластичностью и механической резистентностью, которые обусловлены именно наличием белковых слоев, поддерживающих единство ее различных частей.

Через клеточную мембрану мышечной клетки легко проходят вещества, растворимые в жирах. Степень проникновения вещества прямо пропорциональна растворимости этого вещества в липидах и обратно пропорциональна размерам его молекул.

Через мембрану в клетку проникают ионы кальция. Они проходят мембрану через специальные образования — поры, представляющие собой гидрофильные канальцы. Эти каналы закрыты, если клетка находится в состоянии покоя. При поступлении импульса поры открываются. Величина пор различна: канальцы для транспорта ионов калия больше, чем для ионов натрия.

Возбудимость и сократительная активность клетки зависят от проницаемости мембраны для ионов и катионов. Изменения проницаемости (открытие и закрытие ионных каналов) происходят под влиянием потенциала покоя или потенциала действия.

В состоянии покоя (поляризация мембраны) К⁺ находятся внутри клетки, Na⁺ — на наружной поверхности мембраны и в межклеточной среде. При этом на поверхности клетки и в окружающей среде создается положительный заряд, а внутри клетки — отрицательный.

При возникновении потенциала действия происходит процесс деполяризации. Ионы К⁺, обладая большей проникающей способностью, выходят из клетки, а ионы Na⁺ входят внутрь клетки. При этом сколько К⁺ вышло из клетки, столько Na⁺ поступило внутрь клетки (калий-натриевый насос). Каждый ион перемещается по своему канальцу.

Мощным активатором процессов возбуждения, действия и сокращения миофибрилл являются ионы кальция (Са²⁺). При деполяризации клеточной мембраны ионы Са²⁺ поступают внутрь клетки, где захватывают белок тропонин, подавляют его блокирующее действие на миофиламенты. Цепь актина соединяется с миозином. Кальций повышает АТФазную активность актомиозина и поддерживает градиент перемещения К⁺ и Na⁺ через клеточную мембрану. Активация проницаемости мембраны для Са²⁺ одновременно усиливает и проницаемость ее для Na⁺.

В бескальциевой среде механизм сокращения и расслабления мышечных клеток прекращается. В свою очередь ионы Na⁺, входящие в клетку, конкурируют с ионами Са²⁺, частично занимают их место на внутренней мембране. Уменьшение внутриклеточной концентрации Са²⁺ и восстановление мембранного потенциала вызывает расслабление гладкомышечного пучка.

Часть ионов Са²⁺ связывается во внутриклеточных депо, где они «складируются», накапливаются до тех пор, пока новый электрический сигнал не высвободит их.

Возбуждение клеточной мембраны через систему канальцев приводит к высвобождению кальция из резервуаров. Потенциал действия вновь изменяет физико-химические свойства клеточной мембраны — происходит деполяризация.

Через саркоплазматическую сеть канальцев усиливается синтез РНК под влиянием эстрогенов, а синтез сократительных белков возрастает под воздействием прогестерона.

Кальций накапливается в саркоплазматической сети за счет энергии аденозинтрифосфата (АТФ) по принципу так называемого кальциевого насоса. АТФ необходим как для процесса сокращения, так и для расслабления матки. Средства, стимулирующие активность β‑адренорецепторов, уменьшают расход кальция, воздействуя на систему аденилциклаза — циклический 3,5-АТФ.

Процесс перемещения ионов зависит от энергии расщепления внутри клеточных субстратов, скорости метаболизма клетки, содержания в межклеточной среде глюкозы, которая является основным энергетическим субстратом для сокращения матки. Сопряженность ионно-транспортных механизмов обусловлена затратой энергии, выделяемой при биохимических процессах в клетке.

Гормоны (эстрогены, прогестерон), простагландины, окситоцин, биологически активные вещества поддерживают необходимое ионное равновесие и обеспечивают распространение потока электрических зарядов в необходимом направлении.

При физиологическом течении родов процесс сокращения происходит вертикально — сверху вниз, от дна матки к шейке и одновременно по горизонтали, захватывая переднюю и заднюю стенки матки.

Поток электрических зарядов, который распространяется по мышечному пучку, высвобождает энергию АТФ. Большая часть энергии затрачивается на процесс сокращения мышечного волокна, меньшая — на восстановление электрического потенциала клеточной мембраны и запуск ионного насоса.

Диффузия, или проникающая способность ионов, подвержена значительным колебаниям. Липофильная молекула должна пройти расстояние от наружного белкового слоя до липидного и от него далее через внутренний слой белка. Гидрофильная молекула легко втягивается белковыми слоями благодаря наличию в них полярных групп, однако наталкивается на барьер в виде неполярных липидов.

При движении ионов совершается работа, направленная против электрохимического градиента, для производства которой требуются дополнительные затраты энергии. Активный транспорт ионов является основой сохранения осмотического равновесия в клетке, стабилизации необходимой концентрации анионов и катионов по обе стороны клеточной мембраны, особенно изнутри. Ионы нужны как активаторы многочисленных ферментативных и биохимических реакций. Кроме того, они регулируют обмен молекул воды между клеткой и окружающей средой. Выдвинуто несколько гипотез для объяснения механизма активного транспорта ионов через клеточную мембрану. Одна из них — это тесная связь транспорта ионов и молекул с энергией, вырабатываемой в ходе клеточного метаболизма.

Важными структурными образованиями гладкомышечных клеток являются рибосомы и митохондрии. Рибосомы синтезируют белки и информационные РНК, служащие матрицей для этого синтеза. Митохондрии обусловливают пространственное расположение ферментных систем и представляют своеобразную энергетическую станцию клетки, где химическая энергия превращается в энергию фосфатных макроэргических связей, т. е. энергию механического сокращения.

Ядро мышечной клетки состоит из большого числа сложнейших образований, основными из которых являются ДНК и РНК. Они передают наследственную информацию, представляют генетическую особенность биохимических процессов индивидуума, осуществляют репликацию клетки при гиперплазии мышечной ткани.

Отождествлять функции одной гладкомышечной клетки и мышечного пучка или слоя миометрия нельзя. Процесс сокращения и расслабления миометрия зависит от расположения пучков по отношению к оси матки (продольное, поперечное, круговое, косое и т. д.), характера и плотности α- и β-адренергических рецепторов, преобладания м- и н-холинорецепторов, интенсивности биохимических процессов, эстрогенной насыщенности тканей, аутокринного и паракринного взаимодействия с децидуальной и плодными оболочками.

В субплацентарной зоне и внутреннем слое миометрия, непосредственно прилегающих к полости матки, сохраняется такой мембранный потенциал клетки, который препятствует мышцам этих слоев слишком сильно сокращаться. Благодаря этому плод предохраняется от чрезмерных механических воздействий во время родовых схваток, предотвращается преждевременная отслойка плаценты от стенки матки.

При нарушении механизма сокращения мышечного пучка, изменении распространения потока электрических зарядов в миометрии плод в родах может испытывать значительные механические перегрузки, подвергаться «шнурующему» сдавлению круговых мышц матки. Из-за спастического сокращения отдельных участков матки может возникнуть и нарушение маточно-плацентарного кровообращения. У рожениц в этом случае могут произойти тяжелые травматичные повреждения родовых путей: разрывы, надрывы стенок матки, внутреннего зева и шейки матки.