Discussione

Spontaneo parto vaginale richiede una forte, coordinato contrazioni dell’utero per spingere il feto attraverso il canale del parto. In alcuni casi, le contrazioni possono causare la compressione dei vasi sanguigni che alimentano l’utero. È probabile che la natura episodica di questo processo inneschi una catena di eventi di riperfusione–ischemia che portano alla generazione di ROS. Infatti, il miometrio umano produce ROS, i cui livelli sono elevati durante il travaglio (Zyrianov et al. 2003). Inoltre, il miometrio umano è dotato di sistemi di scavenging enzimatico (SOD, CAT, glutatione perossidasi) che minimizzano gli effetti potenzialmente distruttivi del ROS (Telfher et al. 1997, Matharoo-Ball & Khan 2003).

In questo studio abbiamo esplorato l’ipotesi che i ROS modifichino la contrattilità del miometrio umano e che questo possa contribuire all’interruzione di regolari contrazioni miometriali coordinate durante il processo del travaglio. Per quanto ne sappiamo, questo è il primo studio ad esaminare gli effetti diretti di O2− anione e H2O2 sulle proprietà contrattili del miometrio umano. I nostri risultati forniscono la prova che H2O2 ha causato una diminuzione delle contrazioni del miometrio umano non-lavoro, che è stato notevolmente ridotto dopo l’aggiunta di CAT. Paradossalmente, Cherouny et al.(1989) l’utilizzo di segmenti miometriali di ratto in gravidanza ha illustrato che H2O2 ha migliorato la contrattilità e che questo effetto si è verificato in concomitanza con un aumento del rilascio di prostaglandina-F2a e-E2. La disparità tra il nostro studio e quello di Cherouny et al.(1989) potrebbe essere spiegato da differenze di specie nel controllo della funzione miometriale, della gestazione e del parto.

Ci sono prove di montaggio che H2O2 può esercitare i suoi effetti attraverso molti bersagli cellulari che includono canali ionici a membrana. I livelli elevati di i che innescano la morte cellulare sono stati collegati a H2O2 che agisce su un canale cationico non selettivo nelle cellule CRI-G1 del ratto (Herson et al. 1999). Tuttavia, livelli elevati di i, suscitati da H2O2, possono anche attivare i canali BKCa per promuovere il rilassamento come mostrato nella tracheale canina (Janssen et al. 2000). I canali BKCa sono espressi ad alta densità nelle cellule miometriali e sono importanti molecole effettrici che mediano il rilassamento. La nostra osservazione che il pretrattamento delle strisce miometriali con tè 1 mM, una concentrazione extracellulare che blocca specificamente i canali BKCa (Khan et al. 1993), non ha superato i suggerimenti di rilassamento indotti da H2O2 al coinvolgimento di altri meccanismi. Nella tracheale canina, si pensa che i rilassamenti innescati da H2O2 e OH * agiscano attraverso diversi sottotipi di canali ionici (Janssen et al. 2000). È possibile quindi che gli effetti H2O2 scoperti nel nostro studio possano coinvolgere similmente più di un particolare ROS che agisce per modificare la funzione uterina.

L’ipossia sperimentale è legata a una riduzione della forza delle contrazioni miometriali, ma non è chiaro come e perché le contrazioni uterine diminuiscano durante alcune fatiche. Mentre indubbiamente dovuto in parte alle eccessive richieste di energia dell’utero per sostenere il lavoro e la potenza delle contrazioni, abbiamo ipotizzato che il danno cellulare agli elementi contrattili, dovuto all’attività del ROS nelle cellule muscolari, interferirebbe con questa cascata. Le nostre osservazioni suggeriscono che brevi insulti ipossici riducono reversibilmente la forza contrattile delle strisce miometriali umane. Tuttavia, una maggiore esposizione all’ipossia (>40 min) ha portato all’abolizione delle contrazioni miometriali (A Y Warren& R N Khan, osservazioni inedite) coerenti con i nostri dati che rivelano una diminuzione della contrattilità uterina con O2− anione. Questa scoperta è anche in accordo con una serie di studi che riportano proprietà contrattili alterate nella tracheale canina (Janssen et al. 2000), trachea di cavia (Matyas et al. 2002) e diaframma di ratto (Callahan et al. 2001) muscolo liscio. È significativo che il rilassamento prodotto dall’anione O2 con XO dializzato sia stato molto inferiore a quello evidente usando XO non dializzato e abbia sottolineato l’importanza di controlli adeguati. Al contrario, Masumoto et al.(1990) ha riportato aumenti indotti da O2 in I nel miometrio umano. Hanno postulato che questo si tradurrebbe in una maggiore contrattilità miometriale. Tuttavia, queste osservazioni opposte possono essere spiegate dalle diverse tecniche impiegate nei due studi in cui Masumoto et al.(1990) ha usato la microscopia digitale per valutare i cambiamenti nelle concentrazioni di i mentre il presente studio ha studiato gli effetti di HX/XO direttamente sulle contrazioni miometriali. Masumoto et al.(1990) ha anche utilizzato cellule disperse enzimaticamente, quindi è difficile estendere semplicemente questi risultati a strisce di tessuto che probabilmente hanno vie di segnalazione intatte. È anche possibile che l’O2 endogeno smuti spontaneamente a H2O2. A differenza dell’O2− anione impermeabile, H2O2 attraversa le membrane biologiche con relativa facilità, il che può significare che le azioni di H2O2 sulle cellule isolate sono probabilmente più rapide. Ciò fornirebbe supporto alla nostra scoperta che sia H2O2 che O2 compromettono la funzione miometriale. La mancanza di effetto di SOD/CAT per contrarre strisce di tessuto senza HX/XO suggerisce che la capacità antiossidante nei nostri preparati miometriali è altamente efficace nella rimozione di ROS. Ciò è supportato dai nostri risultati che il miometrio umano esprime alti livelli di Cu / Zn-SOD e CAT (Matharoo-Ball & Khan 2003).

Quando la produzione di ROS supera la capacità di lavaggio delle difese antiossidanti miometriali, può insorgere stress ossidativo con conseguente disfunzione cellulare e danno tissutale. La gravità dell’affaticamento muscolare durante il travaglio prolungato è esacerbata dalle azioni del ROS. Uno dei risultati deleteri del danno ROS, la perossidazione lipidica, provoca un’alterata fluidità della membrana e un’interruzione locale della membrana del doppio strato lipidico che può perturbare le reti di segnalazione native, influenzando così negativamente la funzione muscolare. Una migliore comprensione dei percorsi fisiologici che modulano gli effetti ROS-mediati sulla contrattilità uterina aiuterà a definire i processi complessi che sono alla base del parto (termine e pretermine). Ciò può portare a nuovi approcci scientifici per gestire lavori disfunzionali, possibilmente limitando la produzione di ROS attraverso la stimolazione di percorsi antiossidanti enzimatici o non enzimatici.

In conclusione, gli effetti di H2O2 e O2− anione sulla contrattilità miometriale evidenziano le complesse interazioni che esistono tra la segnalazione ROS e il controllo della funzione muscolare nel miometrio umano gravido. Decifrare i percorsi attraverso i quali questi ossidanti operano può aumentare nuove opportunità terapeutiche in ostetricia.