科学家揭秘：子宫是如何知道何时该发力分娩的

斯克里普斯研究所发表在《科学》杂志的新研究，揭示了子宫在分子层面如何检测并响应物理力。研究结果有助于理解产程减缓或过早开始的原因，并可能为改善妊娠和分娩并发症的治疗提供指导。

压力和拉伸作为生物信号
资深作者Ardem Patapoutian（霍华德·休斯医学研究所研究员、斯克里普斯研究所神经生物学总统捐赠主席）表示：“随着胎儿生长，子宫会显著扩张，这些物理力在分娩时达到顶峰。我们的研究表明，人体依靠特殊的压力传感器来解读这些信号，并将其转化为协调的肌肉活动。”Patapoutian因发现让生物体检测触摸和压力的细胞传感器而获2021年诺贝尔生理学或医学奖，这些传感器是由PIEZO1和PIEZO2蛋白构成的离子通道，能使细胞对机械力做出反应。

分娩中两种传感器的不同作用
研究发现，PIEZO1和PIEZO2在分娩中执行独立但互补的任务。PIEZO1主要在子宫平滑肌内运作，宫缩加强时检测压力升高；PIEZO2位于宫颈和阴道的感觉神经中，胎儿拉伸组织时被激活，触发神经反射增强宫缩。二者共同将拉伸和压力转化为电信号和化学信号，帮助同步宫缩，若一条通路受扰，另一条可部分补偿。

移除力传感器的影响
研究团队用小鼠模型测试传感器重要性，选择性移除子宫肌肉或感觉神经中的PIEZO1和PIEZO2。结果显示，缺乏两种PIEZO蛋白的小鼠子宫压力减弱、分娩延迟，表明肌肉和神经感知系统协同工作，两者均缺失时产程严重受损。

为子宫强宫缩“布线”
进一步研究发现，PIEZO活性调节连接蛋白43（形成缝隙连接的蛋白质）水平，这些通道连接平滑肌细胞使其协同收缩。当PIEZO信号减弱，连接蛋白43水平下降，宫缩变得不协调。第一作者张云霄（音译）称：“连接蛋白43是让肌肉细胞协同作用的‘线路’，连接减弱宫缩就会失力。”

人体组织证据
人类子宫组织样本显示PIEZO1和PIEZO2表达模式与小鼠相似，表明人类可能存在类似力感知系统，这有助于解释宫缩微弱或不规则导致的分娩延长问题。研究结果也与临床观察一致：完全阻断感觉神经会延长产程。张云霄指出：“临床中硬膜外麻醉需控量，因完全阻断感觉神经会延长产程；我们的数据显示，移除感觉神经中的PIEZO2通路会使宫缩减弱，说明某种神经反馈促进产程。”

对产程护理的潜在意义
该研究为针对性产程和疼痛管理开辟道路。若能安全调节PIEZO活性，或可按需减缓或加强宫缩。对早产风险者，PIEZO1阻滞剂（若开发）可与现有放松子宫肌肉的药物联用；激活PIEZO通道或有助于恢复停滞产程的宫缩。虽应用尚远，但相关生物学机制更清晰。

激素和力的协同作用
研究团队正研究妊娠期间机械感知与激素控制的相互作用。早期研究显示，维持子宫放松的孕激素会抑制连接蛋白43表达，防止宫缩过早开始；妊娠末期孕激素水平下降时，PIEZO驱动的钙信号可能启动分娩。张云霄称：“PIEZO通道和激素是同一系统的两面，激素搭建舞台，力传感器决定宫缩时机和强度。”

绘制分娩神经通路
未来研究将聚焦分娩相关感觉神经网络，因并非子宫周围所有神经都含PIEZO2，有些可能作为备用系统响应不同信号。区分促进宫缩与传递疼痛的神经，或带来不减缓产程的精确止痛方法。

目前，研究强调人体感知物理力的能力不仅限于触摸和平衡，在分娩这一关键生物学过程中也起核心作用。Patapoutian说：“分娩的协调性和时机至关重要，我们开始理解子宫如何同时充当肌肉和节拍器，确保产程遵循身体自身节奏。”