Wpływ propranololu na skuteczność oksytocyny podczas porodu

Jakie mechanizmy wpływają na skuteczność oksytocyny w czasie porodu?

Wskaźniki cięć cesarskich (CD) oraz poporodowych krwotoków (PPH) wzrastają na całym świecie, a niepowodzenie indukcji i augmentacji porodu przy użyciu oksytocyny zostało zidentyfikowane jako kluczowe czynniki przyczyniające się do tego zjawiska. Zarówno CD, jak i PPH wiążą się ze zwiększoną śmiertelnością i zachorowalnością matek, co wymaga szczególnej uwagi w zakresie czynników ryzyka.

Oksytocyna jest obecnie najczęściej stosowanym lekiem do indukcji i augmentacji porodu, a także w znacznie wyższych dawkach jako środek pierwszego rzutu w zapobieganiu pierwotnemu PPH. Jednak długotrwała ekspozycja macicy na oksytocynę podczas wczesnego porodu może prowadzić do desensytyzacji i down-regulacji receptorów oksytocynowych (OXTR), skutkując słabą odpowiedzią na lek w zaawansowanym porodzie i na jego ostre działanie maciczne bezpośrednio po porodzie. Upośledzona kurczliwość mięśniówki macicy jest główną przyczyną zatrzymania porodu podczas indukcji lub augmentacji, co z kolei może prowadzić do CD w zaawansowanym porodzie. W takich sytuacjach ryzyko pierwotnego PPH jest wysokie z powodu atonii macicy wynikającej z desensytyzacji OXTR.

Macica składa się z warstw włókien mięśni gładkich zawierających receptory adrenergiczne alfa (α) i beta (β). Stymulacja receptorów α1 prowadzi do skurczów mięśniówki macicy, podczas gdy stymulacja receptorów β2 powoduje relaksację. Badania wykazały, że podczas stresujących sytuacji u matki, szczególnie w przedłużającym się porodzie, wzrost krążących katecholamin, które wiążą się i stymulują receptory β, może ostatecznie zaburzyć efektywną kurczliwość macicy potrzebną do osiągnięcia porodu pochwowego. Koncentracja receptorów β-adrenergicznych jest wyższa w mięśniówce macicy u kobiet ciężarnych niż u nieciężarnych.

Nieselektywne β-adrenergiczne blokery receptorów, takie jak labetalol i pindolol, były badane pod kątem ich potencjalnej roli w poprawie kurczliwości macicy. Jednakże wykazano, że labetalol (z aktywnością blokującą α1) ma bezpośredni efekt depresyjny na mięśniówkę macicy, a pindolol wykazuje działanie tokolityczne ze względu na swoją dominującą wewnętrzną aktywność sympatykomimetyczną. Propranolol jest nieselektywnym antagonistą receptorów β-adrenergicznych działającym na receptory β1, β2 i w pewnym stopniu β3, który ma potencjał poprawy skurczów macicy poprzez hamowanie efektów krążących katecholamin, które mogą być podwyższone podczas porodu. Badania in vitro na tkankach zwierzęcych sugerowały, że antagoniści receptorów β-adrenergicznych, takie jak propranolol, zwiększają skurcze macicy.

Klinicznie, niektóre badania sugerowały, że podawanie propranololu z oksytocyną może skrócić czas porodu i zmniejszyć odsetek CD, podczas gdy inne nie wykazały różnicy w tych wynikach. Niedawna meta-analiza wskazuje na ogólną korzyść z propranololu w zmniejszaniu ryzyka CD, chociaż niska liczba uczestników, ograniczenia metodologiczne, heterogeniczność włączonych badań i inne czynniki kliniczne zakłócające nie pozwoliły dotychczas na konsensus w wytycznych praktyki klinicznej. Co więcej, do tej pory tylko jedno badanie zbadało rolę propranololu w zapobieganiu pierwotnemu PPH.

Jak badanie laboratoryjne ex vivo odkrywa nowe aspekty indukcji porodu?

Celem badania było zbadanie wpływu propranololu na skurcze mięśniówki macicy indukowane przez: (1) oksytocynę w niskiej dawce, symulując indukcję-augmentację porodu w celu ułatwienia porodu pochwowego, oraz (2) oksytocynę w wysokiej dawce w zdesensytyzowanej mięśniówce macicy, aby zbadać jej potencjalną rolę w zapobieganiu pierwotnemu PPH po zatrzymaniu porodu. Postawiono hipotezę, że zarówno wstępne leczenie, jak i jednoczesne leczenie propranololem wzmocni skurcze mięśniówki macicy indukowane oksytocyną w obu okolicznościach.

To badanie laboratoryjne ex vivo zostało przeprowadzone w Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute i Mount Sinai Hospital w Toronto w Kanadzie. Badanie zostało zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Etyki Badań (REB# 17-0004-A) i zarejestrowane w rejestrze rządowym Clinical Trials (NCT03434444) przed włączeniem pacjentów. Pisemna świadoma zgoda została uzyskana od wszystkich pacjentek włączonych do badania. Do badania włączono pacjentki poddawane planowemu cięciu cesarskiemu w terminie (37-41 tygodni ciąży). Kryteria wykluczenia obejmowały: pacjentki rodzące, nagłe cięcie cesarskie, podwyższony wskaźnik masy ciała (>40 kg/m²), więcej niż dwa wcześniejsze cięcia cesarskie, mięśniaki macicy, konwersję na znieczulenie ogólne lub jakiekolwiek stany predysponujące do atonii macicy lub PPH.

Pacjentkom podano znieczulenie podpajęczynówkowe zgodnie z rutynowym protokołem szpitalnym i przeprowadzono cięcie cesarskie przez nacięcie Pfannenstiela. Po porodzie płodu i łożyska, wycięto próbkę biopsji zdrowej mięśniówki macicy (około 2 × 1 × 0,5 cm) z górnego brzegu poprzecznego nacięcia macicy w dolnym odcinku przed rutynowym zamknięciem macicy. Zebrana tkanka została natychmiast umieszczona w roztworze buforu 3-N-morfolino propanosulfonowego (MOPS). Surowicówka i endometrium zostały odrzucone, a do badania wykorzystano tylko tkankę mięśniówki macicy wzdłuż jej długich włókien. Próbkę mięśniówki macicy podzielono następnie na osiem równych pasków (około 0,25 g każdy, o wymiarach 10 × 2 × 1 mm), równolegle do kierunku włókien mięśniowych.

Każdy pasek mięśniówki macicy został zamontowany pionowo za pomocą klipsów w komorze kąpieli narządowej o pojemności 15 ml wypełnionej roztworem soli fizjologicznej (PSS) w temperaturze 37°C, aby naśladować warunki fizjologiczne. Każda kąpiel była ciągle napowietrzana karbogenem (95% O₂ i 5% CO₂) i zastosowano początkowe napięcie spoczynkowe 1 g. Badane leki, oksytocyna i propranolol, zostały rozcieńczone w sterylnej podwójnie destylowanej wodzie, aby uzyskać pożądane stężenia.

Czy propranolol wspomaga skurcze macicy?

W modelu indukcji-augmentacji porodu, po dostosowaniu do wszystkich współzmiennych i podstawowych parametrów kurczliwości, paski mięśniówki macicy, które były wstępnie traktowane propranololem, wykazały o 20,44% wyższe pole pod krzywą (AUC) skurczów podczas odpowiedzi dawka-reakcja na oksytocynę w porównaniu do grupy kontrolnej (95% CI [1,35%, 43,18%], p = 0,035). Jednakże amplituda, częstotliwość i wskaźnik ruchliwości nie różniły się istotnie między grupami badawczymi.

W modelu pierwotnego PPH wszystkie trzy grupy badawcze z wstępnym podaniem propranololu i/lub jednoczesnym leczeniem wykazały lepszą kurczliwość mięśniówki macicy pod względem AUC skurczów w porównaniu z grupą kontrolną. Względne różnice procentowe w porównaniu do grupy kontrolnej wynosiły: grupa E, 25,36% (0,19%, 56,78%), p = 0,048; grupa F, 26,74% (3,74%, 54,71%), p = 0,02; grupa G, 28,40% (6,98%, 54,09%), p = 0,007. Amplituda była o 24,36% wyższa w grupie wstępnie traktowanej propranololem w porównaniu do grupy kontrolnej (95% CI [3,47%, 49,34%], p = 0,02), podczas gdy różnica nie była istotnie statystyczna w grupach F (22,39% [-2,10%, 53,02%], p = 0,076) i G (8,65% [-9,11%, 29,77%], p = 0,364) w porównaniu do grupy kontrolnej.

Receptory OXTR i β2 adrenergiczne są członkami rodziny receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR) o przeciwstawnych rolach, pośredniczących odpowiednio w skurczu i relaksacji komórek mięśniówki macicy po aktywacji. Gdy tkanka macicy jest eksponowana na propranolol, zapobiega on relaksacji miocytów poprzez blokowanie receptorów adrenergicznych β, prowadząc do kaskady zdarzeń molekularnych powodujących skurcze macicy. W badaniu zaobserwowano, że gdy tkanka mięśniówki macicy była wstępnie traktowana propranololem, siła kurczliwości indukowanej niską dawką oksytocyny wzrosła o 20% w porównaniu do braku wstępnego leczenia, wskazując na aktywację szlaków, które wykorzystują zarówno hamowanie receptora β2 adrenergicznego, jak i aktywację OXTR.

Efekt ten można wyjaśnić faktem, że istnieje crosstalk między OXTR a receptorami β2 adrenergicznymi, ponieważ oba są GPCR, i w obecności swoich odpowiednich agonistów mogą tworzyć heterodimer poprzez interakcję allosteryczną, albo bezpośrednią fizyczną, albo funkcjonalną poprzez szlaki drugiego przekaźnika. Dlatego aktywacja lub blokada jednego receptora moduluje zdolność sygnalizacyjną drugiego. Przygotowanie propranololem prawdopodobnie zmienia funkcję ligandu heterodimerów i zmienia sygnalizację oksytocyny szlaku pośredniczonego przez kinazy regulowane zewnątrzkomórkowymi sygnałami (ERK), aby poprawić skurcze.

Receptory OXTR ulegają szybkiej desensytyzacji molekularnej z powodu homologicznej stymulacji. Ciągła i długotrwała ekspozycja ludzkich komórek mięśniówki macicy na oksytocynę powoduje down-regulację OXTR, zmniejszenie ekspresji mRNA OXTR i zmniejszenie miejsc wiązania oksytocyny. To zjawisko występuje zarówno po ekspozycji miocytów na egzogenną oksytocynę in vitro, jak i in vivo. Gdy proces desensytyzacji zostaje zainicjowany, następuje zmniejszenie odpowiedzi miocytów na dodatkową egzogenną oksytocynę, sugerując zarówno strukturalne, jak i funkcjonalne zmiany w OXTR. Wiązanie β-arrestyny z OXTR, po stymulacji ligandem, również odgrywa znaczącą rolę w desensytyzacji, sterycznie utrudniając dodatkowym białkom G sprzęganie się z receptorem.

Badania wykazały również, że receptor β2 adrenergiczny może aktywować ERK1/2 lub MARK (kinazę receptora aktywowaną mitogenem) poprzez szlak zależny od β-arrestyny, który jest niezależny od sprzęgania białka G. Ponieważ propranolol działa jako częściowy antagonista aktywacji ERK1/2 pośredniczonej przez receptor β2 adrenergiczny, ma potencjał zmniejszenia stopnia desensytyzacji OXTR i zwiększenia kurczliwości macicy. Możliwe, że podanie propranololu po już zaistniałej desensytyzacji jest mało prawdopodobne, aby zmieniło proces desensytyzacji bez dalszej poprawy kurczliwości.

W modelu zdesensytyzowanej oksytocyny, siła skurczów indukowanych oksytocyną wzrosła o około 25% przy wstępnym podaniu propranololu, co reprezentowane jest przez wzrost AUC i amplitudy skurczów. Efekt ten prawdopodobnie trwa przez czas podawania propranololu.

Jakie perspektywy kliniczne otwiera zastosowanie propranololu?

Na podstawie obserwacji, potencjalna rola propranololu w poprawie skurczów mięśniówki macicy zasługuje na dalsze badania. Niedawna meta-analiza randomizowanych badań kontrolowanych wykazała, że podawanie propranololu (2 mg dożylnie lub 20 mg doustnie) podczas latentnej fazy porodu znacząco zmniejszyło odsetek CD o 50% (iloraz szans 0,49, 95% CI 0,27, 0,89). Badanie dostarcza wglądu w wyniki tych badań, dalej podkreślając rolę propranololu przed podaniem oksytocyny w celu wzmocnienia kurczliwości mięśniówki macicy, z potencjałem skrócenia czasu porodu i ułatwienia pomyślnego porodu pochwowego.

Poziomy katecholamin (epinefryny), które mają relaksujący wpływ na macicę, są bardzo podwyższone we wczesnym porodzie; dlatego podanie blokera β, takiego jak propranolol, wcześnie w porodzie mogłoby okazać się skutecznym dodatkiem podczas indukcji lub augmentacji porodu, zapobiegając relaksacji macicy indukowanej katecholaminami.

Od czasu publikacji meta-analizy, kolejne pilotażowe randomizowane badanie kontrolowane nie wykazało dowodów na skrócenie czasu do porodu lub zmniejszenie odsetka CD przy dodaniu jednorazowej dawki propranololu podawanej podczas indukcji porodu u pierwiastek. Kilka czynników, w tym jednorazowa dawka, brak standaryzacji protokołu indukcji porodu, wraz ze szczególnie wysokim podstawowym instytucjonalnym odsetkiem CD u pierwiastek, mogło zaburzyć ich wyniki.

Bigelow i wsp. zaobserwowali znaczące zmniejszenie złożonej zachorowalności matczynej, w tym PPH i transfuzji krwi, bez niekorzystnych efektów u noworodków, gdy propranolol był podawany przed indukcją porodu. Autorzy spekulowali, że propranolol zmniejszył odsetek atonii macicy jako mechanizm zmniejszający odsetek i nasilenie PPH. Odkrycie to jest poparte wynikami, które wykazały, że wstępne leczenie propranololem i/lub jednoczesne leczenie poprawiło kurczliwość, gdy mięśniówka macicy była zdesensytyzowana oksytocyną w modelu atonicznego pierwotnego PPH. Sugeruje się, że dodatkowe dawki mogą być konieczne, aby zobaczyć ciągły efekt leku.

Propranolol ma potencjalne zastosowanie w pomaganiu przy porodzie w celu ułatwienia porodów pochwowych, gdy jest podawany wcześnie podczas indukcji porodu. Ma potencjał, aby być skutecznym dodatkiem do oksytocyny w zapobieganiu PPH, gdy jest podawany podczas augmentacji porodu w przypadkach zatrzymania porodu. W obu scenariuszach dane sugerują, że propranolol może zwiększyć kurczliwość o 25%, co może przełożyć się na wymierną korzyść kliniczną.

Jedną ważną rzeczą do zauważenia jest czas podania tego leku. Wyniki dostarczają mechanistycznych dowodów na to, że propranolol moduluje kurczliwość mięśniówki macicy w modelu ex vivo, potencjalnie wpływając na fizjologię porodu. Biorąc pod uwagę zmienność w poprzednich badaniach klinicznych i nieodłączne ograniczenia badań ex vivo, wyniki te należy interpretować z ostrożnością. Przyszłe badania in vivo są niezbędne do określenia potencjalnej roli terapeutycznej propranololu w zarządzaniu porodem.

Podsumowanie

Badania laboratoryjne ex vivo przeprowadzone w Toronto wykazały istotny wpływ propranololu na skuteczność skurczów macicy indukowanych oksytocyną. Wstępne podanie propranololu zwiększyło siłę skurczów o około 20-25% w porównaniu do grupy kontrolnej. Mechanizm działania opiera się na interakcji między receptorami oksytocynowymi (OXTR) a receptorami β-adrenergicznymi, które są członkami rodziny receptorów sprzężonych z białkiem G. Propranolol, blokując receptory β-adrenergiczne, zapobiega relaksacji miocytów i wzmacnia działanie oksytocyny. Badania wskazują na potencjalne zastosowanie propranololu w dwóch kluczowych obszarach: ułatwianiu porodów pochwowych podczas indukcji porodu oraz zapobieganiu krwotokom poporodowym w przypadkach zatrzymania porodu. Kluczowe znaczenie ma odpowiedni timing podania leku, a wyniki sugerują, że wczesne podanie propranololu może przynieść najlepsze efekty kliniczne.