Предотвратить преждевременные роды может активация ионного канала Piezo1

С давних пор преждевременные роды — одна из серьезных проблем беременных, затрагивающая около 10% женщин в США. Ежегодно во всем мире 13 миллионов детей рождаются недоношенными, при этом причины половины преждевременных родов остаются неизвестны.

В норме на протяжении всей беременности матка должна оставаться в расслабленном состоянии. Однако она постоянно находится под действием механического давления плода и вынуждена растягиваться по мере его роста. Тонус мышц матки регулируется не нервной системой, как это обычно происходит с другими мышечными органами. Расслабление ее миоцитов происходит под воздействием оксида азота II посредством S-нитрозилирования белков, а не через образование вторичных посредников — цАМФ и цГМФ.

На эти особенности регуляции тонуса матки обратил внимание Иэн Бакстон, возглавляющий исследовательскую группу в Университете штата Невада. Ученые изучили специфические пути поддержания миометрия в расслабленном состоянии во время беременности и предположили, что в патогенез преждевременных родов могут быть вовлечены механозависимые ионные каналы, активируемые растяжением. Под подозрение пал ионный канал Piezo1, за открытие которого Ардем Патапутян в 2021 г. получил Нобелевскую премию.

Для проверки своей гипотезы исследователи изучили образцы миометрия у женщин на разных стадиях беременности и родов. С помощью аналитического метода вестерн-блот и иммунофлюоресцентного анализа впервые было обнаружено присутствие этого механозависимого ионного канала в миоцитах и эндотелиальных клетках мышечного слоя матки. Кроме того, была установлена разница в регуляции Piezo1 при преждевременных и нормальных родах. В тканях миометрия, имитирующих преждевременные роды, активность Piezo1 была сильно снижена, что указывает на значительную роль этого канала в расслаблении миометрия. При стимуляции Piezo1 его агонистом (Yoda1) релаксация миометрия также значительно увеличивалась.

Дальнейшие эксперименты со стимуляцией этих каналов Yoda1 в тканях, находящихся в изолированных ваннах с органами, показали, что в эндотелиальных клетках их больше, чем в гладкомышечных и их активация связана с увеличением проницаемости мембран для кальция. Это доказывает, что в эндотелиальных клетках миометрия открытие каналов Piezo1 сопровождается вхождением ионов кальция в клетку и дальнейшей активацией синтазы оксида азота (eNOS) через цАМФ и протеинкиназу А или фосфатидилинозитол-3-киназу. Синтезированный с помощью eNOS оксид азота II далее попадает в гладкомышечные клетки, где вызывает их расслабление.

В гладкомышечных клетках все происходит иначе. Проникающий через Piezo1-каналы кальций вызывает не сокращение клеток путем активации киназы легких цепей миозина, а, наоборот, расслабление клеток за счет открытия каналов BKCa, через которые из клетки выходит калий.

Таким образом, исследователи открыли новый механизм регуляции релаксации миометрия посредством ионных механозависимых каналов Piezo1. Дальнейшее изучение сложных взаимодействий, лежащих в основе фазового сокращение матки, и роли в них Piezo1 сделает возможным внедрение в клиническую практику новых эффективных токолитиков.