Um parto bem-sucedido depende de contrações uterinas constantes e bem organizadas que movam o bebê com segurança durante o parto. Hormônios como a progesterona e a oxitocina desempenham um papel importante no controle desse processo. No entanto, ao longo dos anos, os investigadores também suspeitaram que as forças físicas associadas à gravidez e ao parto, incluindo alongamento e pressão, são contribuintes importantes.
Um novo estudo da Scripps Research publicado no Ciênciaagora mostra como o útero detecta e responde a essas forças físicas em nível molecular. As descobertas esclarecem por que o trabalho de parto por vezes atrasa ou começa demasiado cedo, e podem orientar esforços futuros para melhorar o tratamento de complicações na gravidez e no parto.
Pressão e alongamento como sinais biológicos
“À medida que o feto cresce, o útero se expande dramaticamente e essas forças físicas atingem seu pico durante o trabalho de parto”, diz a autora sênior Ordem Pataputyan, investigadora do Howard Hughes Medical Institute e presidente presidencial de neurobiologia da Scripps Research. “Nossa pesquisa mostra que o corpo depende de sensores de pressão especiais para interpretar esses sinais e traduzi-los em atividade muscular coordenada”.
Pataputyan compartilhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2021 por identificar sensores celulares que permitem aos organismos detectar toque e pressão. Esses sensores são canais iônicos construídos a partir de proteínas conhecidas como PIEZO1 e PIEZO2 que permitem que as células respondam à força mecânica.
Dois sensores com funções diferentes no parto
No novo estudo, os pesquisadores descobriram que o PIEZO1 e o PIEZO2 realizam tarefas diferentes, mas complementares, durante o trabalho de parto. PIEZO1 atua principalmente na musculatura lisa uterina, onde determina o aumento da pressão à medida que as contrações se intensificam. O PIEZO2, por outro lado, é encontrado nos nervos sensoriais cervicais e vaginais. É ativado quando o bebê estica esses tecidos, desencadeando um reflexo nervoso que aumenta as contrações uterinas.
Juntos, esses sensores convertem alongamento e pressão em sinais elétricos e químicos que ajudam a sincronizar as contrações. Se uma via estiver prejudicada, a outra pode compensar parcialmente, facilitando a continuação do trabalho de parto.
O que acontece quando os sensores de força são removidos
Para testar a importância destes sensores, a equipa utilizou modelos de ratos nos quais PIEZO1 e PIEZO2 foram eliminados selectivamente dos músculos uterinos ou dos nervos sensoriais circundantes. Pequenos sensores de pressão mediram a força e o tempo das contrações durante o trabalho de parto natural.
Os ratos sem ambas as proteínas PIEZO apresentaram pressão uterina mais fraca e atraso no trabalho de parto, sugerindo que as sensações musculares e nervosas normalmente funcionam juntas. Quando ambos os sistemas foram perdidos, o trabalho foi significativamente interrompido.
Fiação uterina para contrações fortes
Outras pesquisas revelaram que a atividade PIEZO ajuda a regular os níveis de conexina 43, uma proteína que forma junções comunicantes. Esses canais microscópicos conectam células musculares lisas adjacentes, de modo que se contraem juntas, em vez de individualmente. Quando a sinalização PIEZO foi reduzida, os níveis de conexina 43 diminuíram e as contrações tornaram-se menos coordenadas.
“A conexina 43 é a fiação que permite que todas as células musculares atuem juntas”, diz o primeiro autor Yunxiao Zhang, pesquisador associado do laboratório de Patapoutian. “Quando essa conexão enfraquece, as contrações perdem a força.”
Evidências de tecidos humanos
Amostras de tecido uterino humano mostraram padrões de expressão de PIEZO1 e PIEZO2 semelhantes aos observados em camundongos. Isto sugere que um sistema semelhante de detecção de força provavelmente funciona em humanos. As descobertas podem ajudar a explicar os problemas laborais caracterizados por contrações fracas ou irregulares que prolongam o trabalho de parto.
Os resultados também são consistentes com observações clínicas de que o bloqueio completo dos nervos sensoriais pode prolongar o trabalho de parto.
“Na prática clínica, a anestesia peridural é administrada em doses cuidadosamente controladas porque o bloqueio completo dos nervos sensoriais pode prolongar significativamente o trabalho de parto”, observa Zhang. “Nossos dados refletem esse fenômeno; quando excluímos a via sensorial PIEZO2, as contrações foram atenuadas, sugerindo que algum feedback neural promove o parto.”
Implicações potenciais para a saúde e segurança ocupacional
A pesquisa abre caminho para abordagens mais direcionadas ao gerenciamento do trabalho de parto e da dor. Se os investigadores conseguirem desenvolver formas seguras de ajustar a actividade da PEZA, poderá ser possível abrandar ou aumentar as contracções quando necessário. Para aqueles em risco de parto prematuro, o bloqueador PIEZO1, se desenvolvido, poderá funcionar em conjunto com os medicamentos atuais que relaxam os músculos do útero, limitando o fluxo de cálcio para as células. Por outro lado, a ativação dos canais PIEZO pode ajudar a restaurar as contrações no trabalho de parto abortado.
Embora essas aplicações ainda estejam muito distantes, a biologia por trás delas está se tornando mais bem compreendida.
Como os hormônios e a força funcionam juntos
A equipe de pesquisa está agora estudando como a sensação mecânica interage com o controle hormonal durante a gravidez. Pesquisas anteriores sugerem que a progesterona, um hormônio que mantém o útero relaxado, pode suprimir a expressão da conexina 43 mesmo quando os canais PIEZO estão ativos. Isso ajuda a evitar que as contrações comecem cedo demais. À medida que os níveis de progesterona caem perto do final da gravidez, os sinais de cálcio impulsionados pela PIEZA podem ajudar a iniciar o trabalho de parto.
“Os canais PIEZO e os sinais hormonais são dois lados do mesmo sistema”, enfatiza Zhang. “Os hormônios preparam o cenário e os sensores de força ajudam a determinar quando e com que intensidade o útero está se contraindo.”
Mapeando as vias neurais do parto
Estudos futuros focarão nas redes neurais sensoriais envolvidas no parto, já que nem todos os nervos ao redor do útero contêm PIEZO2. Alguns deles podem responder a diferentes sinais e atuar como sistemas de backup. Diferenciar os nervos que promovem a contração dos nervos que transmitem a dor pode eventualmente levar a técnicas de alívio da dor mais precisas que não retardam o trabalho de parto.
Por enquanto, os resultados mostram que a capacidade do corpo de sentir a força física vai além do toque e do equilíbrio. Também desempenha um papel central em um dos processos mais críticos da biologia.
“O parto é um processo onde a coordenação e o tempo são tudo”, diz Pataputyan. “Agora estamos começando a entender como o útero atua tanto como músculo quanto como metrônomo para garantir que o trabalho de parto siga o ritmo do próprio corpo”.
Além de Pataputian e Zhang, os autores do estudo “Canais PIEZA ligam forças mecânicas à contração uterina durante o parto” incluem Sejal A. Kinney, Sasan A. Mishkanian, Oleg Yaryshkin, Renhao Luo, Saba Heydari Seraj, Verina H. Leung, Yu Wang, M. Rocia Servin-Vences, William T. Keenan, Utku Sonmez, Manuel Sánchez-Alavés, Yuejia Liu, Xin Jing, Li Ye e Michael Petraszek da Scripps Research; Darren J. Lipomi, da Universidade da Califórnia, San Diego; e Antonina I. Fralova e Sarah K. England da WashU Medicine.
Este trabalho foi apoiado pelas Fundações Abide-Vividion; Fundação Bakst; a iniciativa BRAIN; Iniciativa de Chan Zuckerberg; Fundação Dana; Prêmio Acadêmico Dorris; a bolsa de doutorado da Fundação George E. Hewitt para Pesquisa Médica; Pesquisadores do Instituto Médico Howard Hughes; o Damon Runyon Cancer Research Fund Merck Fellow (DRG-2405-20); Institutos Nacionais de Saúde (Prêmio Novo Inovador do Diretor do NIH DP2DK128800 e bolsas R35 NS105067, R01 AT012051 e R01 AG067331); Fundação Nacional de Ciência (concessão CMMI-2135428); Biorrepositório de processamento e armazenamento de amostras reprodutivas WashU (ReProBank); e a Fundação Whitehall.
