Descubren cómo el útero sabe cuándo empujar durante el parto

El proceso de parto no solo depende de hormonas, sino también de la capacidad del útero para detectar fuerzas físicas. Investigadores del Scripps Research Institute encontraron que los sensores de presión y estiramiento en los músculos uterinos y los nervios circundantes trabajan juntos para desencadenar contracciones coordinadas. Cuando estos sensores se ven alterados, las contracciones se debilitan y el parto se ralentiza. Este descubrimiento ayuda a explicar los partos prolongados y podría conducir a mejores formas de manejar el proceso de parto.

El nuevo estudio, publicado en la revista Science, mostró cómo el útero detecta y responde a estas fuerzas físicas a nivel molecular. Los hallazgos arrojan luz sobre por qué el trabajo de parto a veces se ralentiza o comienza demasiado pronto, y podrían guiar futuros esfuerzos para mejorar los tratamientos para complicaciones durante el embarazo y el parto.  

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Presión y estiramiento como señales biológicas

"A medida que el feto crece, el útero se expande drásticamente, y esas fuerzas físicas alcanzan su punto máximo durante el parto", afirmó Ardem Patapoutian, autor principal del estudio y presidente de Neurobiología en Scripps Research. "Nuestro estudio muestra que el cuerpo depende de sensores de presión especiales para interpretar estas señales y traducirlas en actividad muscular coordinada".

Dos sensores con roles diferentes en el parto

Los investigadores descubrieron que los sensores PIEZO1 y PIEZO2 desempeñan tareas separadas pero complementarias durante el trabajo de parto. PIEZO1 opera principalmente dentro del músculo liso del útero, donde detecta el aumento de presión a medida que las contracciones se intensifican. PIEZO2, en cambio, se encuentra en los nervios sensoriales del cuello uterino y la vagina, y se activa cuando el bebé estira estos tejidos, desencadenando un reflejo neural que aumenta las contracciones uterinas.

Estos sensores convierten el estiramiento y la presión en señales eléctricas y químicas que ayudan a sincronizar las contracciones. Si una vía se interrumpe, la otra puede compensar parcialmente, ayudando a que el trabajo de parto continúe.

Qué ocurre cuando se eliminan los sensores de fuerza

Para probar cuán esenciales son estos sensores, el equipo utilizó modelos de ratón en los que se eliminaron selectivamente PIEZO1 y PIEZO2 de los músculos uterinos o de los nervios sensoriales circundantes. Sensores de presión minúsculos midieron la fuerza y el tiempo de contracción durante el trabajo de parto natural. Los ratones que carecían de ambas proteínas PIEZO mostraron una presión uterina más débil y partos retrasados, lo que indica que la detección basada en el músculo y la detección basada en los nervios normalmente trabajan juntas. Cuando ambos sistemas se perdieron, el trabajo de parto se vio significativamente afectado.

Conectando el útero para contracciones fuertes

Investigaciones adicionales revelaron que la actividad de PIEZO ayuda a regular los niveles de connexina 43, una proteína que forma uniones gap. Estos canales microscópicos conectan las células musculares lisas vecinas para que se contraigan juntas en lugar de independientemente. Cuando se redujo la señalización de PIEZO, los niveles de connexina 43 cayeron y las contracciones se volvieron menos coordinadas.

"La connexina 43 es el cableado que permite que todas las células musculares actúen juntas", explicó Yunxiao Zhang, autor principal del estudio. "Cuando esa conexión se debilita, las contracciones pierden fuerza".

Pruebas en Tejido Humano

Muestras de tejido uterino humano mostraron patrones de expresión de PIEZO1 y PIEZO2 similares a los observados en ratones. Esto sugiere que un sistema de detección de fuerza comparable probablemente opera en las personas. Los hallazgos podrían ayudar a explicar problemas de trabajo de parto caracterizados por contracciones débiles o irregulares que prolongan el parto.

Los resultados también se alinean con observaciones clínicas que indican que bloquear completamente los nervios sensoriales puede alargar el trabajo de parto. "En la práctica clínica, se administran epidurales en dosis cuidadosamente controladas porque bloquear completamente los nervios sensoriales puede hacer que el trabajo de parto sea mucho más largo", señaló Zhang. "Nuestros datos reflejan ese fenómeno; cuando eliminamos la vía sensorial PIEZO2, las contracciones se debilitaron, lo que sugiere que alguna retroalimentación nerviosa promueve el trabajo de parto".

Implicaciones Potenciales para el Cuidado del Parto

El estudio abre la puerta a enfoques más específicos para manejar el trabajo de parto y el dolor. Si los investigadores pueden desarrollar formas seguras de ajustar la actividad de PIEZO, podría ser posible ralentizar o fortalecer las contracciones cuando sea necesario. Para aquellos en riesgo de parto prematuro, un bloqueador de PIEZO1, si se desarrolla, podría funcionar junto con los medicamentos actuales que relajan el músculo uterino al limitar la entrada de calcio en las células. Por otro lado, activar los canales PIEZO podría ayudar a restaurar las contracciones en un trabajo de parto estancado.

Aunque estas aplicaciones aún están lejos, la biología subyacente se está volviendo más clara.

Cómo Hormonas y Fuerzas Trabajan Juntas

El equipo de investigación ahora examina cómo la detección mecánica interactúa con el control hormonal durante el embarazo. Estudios anteriores muestran que la progesterona, la hormona que mantiene el útero relajado, puede suprimir la expresión de connexina 43 incluso cuando los canales PIEZO están activos. Esto ayuda a prevenir que las contracciones comiencen demasiado pronto. A medida que los niveles de progesterona caen cerca del final del embarazo, las señales de calcio impulsadas por PIEZO pueden ayudar a iniciar el trabajo de parto.

"Los canales PIEZO y las señales hormonales son dos caras del mismo sistema", destacó Zhang. "Las hormonas preparan el escenario, y los sensores de fuerza ayudan a determinar cuándo y con qué fuerza se contrae el útero".

Mapeando las vías nerviosas del parto

Los estudios futuros se centrarán en las redes nerviosas sensoriales involucradas en el parto, ya que no todos los nervios alrededor del útero contienen PIEZO2. Algunos pueden responder a diferentes señales y actuar como sistemas de respaldo. Distinguir los nervios que promueven contracciones de aquellos que transmiten dolor podría eventualmente llevar a métodos de alivio del dolor más precisos que no ralenticen el trabajo de parto.

Por ahora, los hallazgos destacan que la capacidad del cuerpo para detectar fuerzas físicas se extiende más allá del tacto y el equilibrio. También juega un papel central en uno de los procesos más críticos de la biología.

"El parto es un proceso donde la coordinación y el tiempo son todo", concluyó Patapoutian. "Ahora estamos comenzando a entender cómo el útero actúa tanto como un músculo como un metrónomo para asegurar que el trabajo de parto siga el ritmo del cuerpo".

Además de Patapoutian y Zhang, los autores del estudio incluyen a Sejal A. Kini, Sassan A. Mishkanian, Oleg Yarishkin, Renhao Luo, Saba Heydari Seradj, Verina H. Leung, Yu Wang, M. Rocío Servín-Vences, William T. Keenan, Utku Sonmez, Manuel Sanchez-Alavez, Yuejia Liu, Xin Jin, Li Ye y Michael Petrascheck de Scripps Research; Darren J. Lipomi de la Universidad de California en San Diego; y Antonina I. Frolova y Sarah K. England de WashU Medicine.

Este trabajo fue apoyado por las fundaciones Abide-Vividion; la Fundación Baxter; la Iniciativa BRAIN; la Iniciativa Chan Zuckerberg; la Fundación Dana; el Premio Dorris Scholar; la Fundación George E. Hewitt para la Investigación Médica; la Fundación Merck del Programa de Investigación del Cáncer Damon Runyon; los Institutos Nacionales de Salud; la Fundación Nacional de Ciencias; el Biobanco de Procesamiento y Almacenamiento de Especímenes Reproductivos de WashU; y la Fundación Whitehall.