【关键词】 间隙连接;生理学;分娩;连接蛋白类
分娩的发动是机体多因素相互协调的综合性结果,是一个十分复杂的渐进过程,与子宫的兴奋性转换有关。国外有学者将妊娠子宫按其功能状态分为几个不同的时期[2]。0期指分娩发动前子宫在整个孕期的相对安静状态。1期是指妊娠末期几天,子宫处于临产前的准备阶段。此阶段子宫平滑肌收缩活动所需要的基因激活,开始表达一系列与分娩活动相关的蛋白质(contractionassociated proteins,CAP),包括间隙连接蛋白、催产素受体、离子通道蛋白等。2期为子宫进入临产后的收缩活跃期,相当于临床上所指的三个产程。3期指产后子宫缩复的过程,相当 于临床所指的产褥期。子宫0期的维持主要受孕酮的控制,其他的还有前列环素、松弛素、甲状旁腺激素相关肽、一氧化氮等。子宫1期的特点是对外界刺激反应性增加,对各种宫缩剂加催产素、前列腺素、内皮素等变的敏感,子宫平滑肌出现了较为频繁的轻度收缩[3]。通常所说分娩的发动就是指子宫状态由0期向1期的过渡,而数种子宫收缩相关蛋白的上调则是子宫肌状态进入1期的重要标志。
1 间隙连接的结构与功能
细胞间隙连接是由相邻的细胞膜上两个对称的约2 nm的接近区组成。其基本结构是由围绕中央亲水性孔道对称排列的六聚体蛋白亚单位相互嵌合而成。该膜蛋白即间隙连接蛋白(Connexin,Cx),是一个至少由16个密切相关的成员组成的大的多基因蛋白家族。不同的Cx均有各自的基因定位[3],但是所有的Cx又都有一个共同的结构:四个疏水性跨膜结构或和两个胞外结构域。N末端和C末端定位于胞浆内。连接蛋白家族各成员的同源性主要取决于胞外的两个结构域,其次是跨膜结构,而胞浆内的差异最大。这样既保证了各个成员之间的相互作用,又具有了组织差异性和调节的多样性。Cx蛋白所围成的约1.5 nm的亲水性通道,允许分子量<1 kD,直径<1 nm的物质通过。这些物质包括电解质、氨基酸、核苷酸及其他亲水性小分子和三磷酸肌醇等[3]。细胞间的离子和小分子不用暴露在胞外空间而直接进行转运,从而加强了细胞间的电耦联和代谢耦联。细胞之间通过间隙连接所介导的细胞间连接通讯(Gap junction intercellular communtication,GJIC)介导着细胞间的信息、物质和能量的交换,对细胞的新陈代谢、增殖和分化的调控、心肌和平滑肌收缩的协调等多种生理过程发挥重要调控功能。
2 间隙连接Cx43与分娩
研究表明,在Cx多基因家族中,Cx43在子宫平滑肌中存在着特异性表达[4]。国内外学者研究表明子宫平滑肌细胞间间隙连接与分娩发动密切相关。对人类及鼠的子宫肌的研究表明无论早产还是足月分娩都有Cx43的显著增加,且发现Cx43 mRNA水平在临近足月时逐渐增加,临产后进一步增加。而在未孕妇女子宫肌组织中则无明显表达。张卫社等[5]与国外学者Garfield,Hayashi则通过电镜观察发现分娩期间人类子宫间隙连接增加,从而在形态学上证明了间隙连接与分娩发动的密切关系。结合其他一些学者的研究可以证实在妊娠早期子宫平滑肌没有或仅有极少量的间隙连接,而妊娠末期及分娩期则不仅有间隙连接的数量增加,而且有体积的增大[3]。电生理研究发现Cx43所形成的间隙连接通道为子宫肌细胞收缩的控制提供了低电阻通路。使得分娩中相邻子宫平滑肌细胞间电耦联增强,子宫肌能够同步协调收缩[6]。Hendrix EM等[7]在这方面作了更为详尽的工作。他们研究了鼠子宫肌细胞Cx43的合成及在细胞内的转运途径。发现于妊娠末期,分娩发动前的几天,Cx43开始大量合成并储存在细胞浆之高尔基体囊泡内 ,直到分娩发动时,Cx43才迅速转运到细胞膜上并装配成间隙连接斑。在分娩结束后数小时之内,间隙连接斑开始减少并在24 h内完全消失。对孕鼠早产模型子宫肌Cx43的研究发现,早产时子宫肌Cx43与间隙连接的改变与足月分娩几乎相同。证实了Mackenzie,Garfield等早先提出的有效分娩的物质基础是间隙连接的观点。
3 间隙连接蛋白Cx43的调控
3.1 甾体激素及其受体与Cx43
Cx43的表达及间隙连接的形成在多个环节受到其他分娩相关基因的调控。动物实验发现,雌激素(E)、孕激素(P)及其E/P比值对Cx43的表达有调节作用。E可上调Cx43 mRNA及其蛋白的表达,诱发宫缩,引起分娩和早产。P可以抑制Cx43基因转录,还可抑制Cx43蛋白通过高尔基体的转运。最终结果决定于E/P的比值。Chwalisz等在1991年就发现给孕晚期动物应用孕酮拮抗
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