Краткая физиология и патофизиология мочевого пузыря

Введение

Основные положения статьи кратко изложены в аннотации (Видео S1).

Предисловие профессора Акселя Ингельмана-Сундберга, Каролинский институт, 1990 г.: "«Для меня всегда было очевидно, что в целом причину женского недержания мочи следует искать за пределами мочевого пузыря, то есть в структурах, поддерживающих уретру и шейку мочевого пузыря, а именно в связках, мышцах тазового дна и влагалище. Если симптомы недержания мочи возникают из-за дисфункциональной анатомии вышеупомянутых структур, то функция должна восстановиться после восстановления анатомии».”

Предметом данного обзора являются экспериментальные работы и публикации, имеющие отношение к интегральной теории женского недержания мочи. С момента своей первой публикации в 1990 году это исследование поставило под сомнение общее мнение о том, что патогенез гиперактивного мочевого пузыря (ГАМП) (неотложные позывы, учащенное мочеиспускание, ноктурия) неизвестен и лечения не существует. Ключевым открытием интегральной теории 1990 года стало то, что контроль функции мочевого пузыря осуществляется не самим мочевым пузырем, а структурами, находящимися вне его, с помощью трех противоположно действующих рефлекторных поперечно-полосатых мышц таза (1) (рис. 1А, большие стрелки) (см. Видео S2). Эти мышцы сокращаются по отношению к поддерживающим их связкам, передней лобково-уретральной связки и задней крестцово-маточной связке, закрывая уретру для удержания мочи, открывая ее для опорожнения и растягивая влагалище, как батут, чтобы предотвратить избыточные импульсы, исходящие от уротелиальных рецепторов растяжения, которые могут вызвать нежелательные позывы к мочеиспусканию (ГАМП). Данный обзор основан на публикациях по интегральной теории, включая (но не ограничиваясь ими) ссылки (1-18) (https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/toc/16000412/1990/69/S153).

Рисунок 1 Механизм контроля мочевого пузыря (Petros P. Функция, дисфункция и управление женским тазовым дном в соответствии с интегральной теорией. 3-е изд.). (A) Кортикальный контроль позывов к мочеиспусканию (большие белые стрелки) может непосредственно блокировать афферентные импульсы (маленькие зеленые стрелки), которые активируют мочеиспускание. Периферический контроль позывов к мочеиспусканию: кора головного мозга активирует три направляющие мышцы для предотвращения ГАМП, растягивая влагалище, как батут, чтобы поддержать рецепторы растяжения снизу. При мочеиспускании лобково-копчиковая мышца расслабляется (красный прерывистый круг); "LP/LMA" теперь может открыть уретру для облегчения мочеиспускания (белые пунктирные линии), экспоненциально снижая сопротивление потоку. Связки: USL - крестцово-маточная связка; PUL - лобково-уретральная связка; CL - кардинальная связка; ATFP - сухожильная дуга фасции таза. Мышцы: PCM - лобково-копчиковая мышца; LP - плато леваторов; LMA - мышца, поднимающая задний проход. ZCE - это "зона критической эластичности", которая действует как эластичный навес, позволяя переднему и заднему мышечным векторам (большие стрелки) работать независимо друг от друга. (Б) Мышечное веретено. Мышечное веретено было обнаружено в передней части лобково-копчиковой мышцы. Натяжение влагалища в точке (А), поддерживающее уротелиальные рецепторы растяжения (N), рефлекторно контролируется корой головного мозга. Мышечные веретена регулируют длину мышцы для натяжения влагалища. OAB - гиперактивный мочевой пузырь.

Бинарная модель здорового мочевого пузыря

Как показано на рис. 1А, бинарный контроль работает как электрический переключатель, управляя двумя различными рефлексами, либо "закрыто", либо "открыто" (мочеиспускание) (2) (смотрите видео S2,S3). Эти рефлексы являются взаимоисключающими и имеют корковые и периферические компоненты для каждой функции. Нервно-мышечные веретена работают через рефлекторно скоординированную систему обратной связи, поддерживая баланс сил, которые натягивают влагалище (рис. 1Б). Закрытие - это доминирующий рефлекс.

Контроль позыва к мочеиспусканию

Противоположные сокращения лобково-копчиковой мышцы, плато леваторов и мышцы, поднимающей задний проход, натягивают влагалище, поддерживая уротелиальные рецепторы растяжения "N" снизу (рис. 1А). При натяжении волокна коллагена во влагалище растягиваются подобно батуту, чтобы поддерживать гидростатическое давление, оказываемое струей мочи на рецепторы растяжения "N" (смотрите видео S4). Это рефлекторное действие предотвращает "N" отправку афферентных импульсов, исходящих от рецепторов растяжения, к опорожнению, которые активируют рефлекс опорожнения, ощущаемый пациентом как "позыв к мочеиспусканию" (1).

Закрытие уретры при напряжении

Как показано на рисунке 1A, лобково-копчиковая мышца тянет дистальный отдел влагалища вперед к лобково-уретральной связке для закрытия уретры сзади; плато леваторов растягивает проксимальный отдел влагалища и уретру назад к лобоково-уретральной связке для их натяжения; плато леваторов сокращается вниз по отношению к крестцово-маточной связке, чтобы повернуть натянутое основание мочевого пузыря вокруг дуги Жиль Верна для закрытия уретры у шейки мочевого пузыря (1) (смотрите видео S2).

Мочеиспускание

Как показано на рисунке 1A (1) лобково-уретральная связка расслабляется; плато леваторов/мышца, поднимающая задний проход, открывают заднюю стенку уретры (белые пунктирные линии), чтобы уменьшить сопротивление потоку мочи со стороны сокращающегося детрузора. Активное раскрытие задней стенки уретры под действием внешних мышечных сил экспоненциально снижает сопротивление потоку мочи, обеспечивая возможность ее выведения (обратно пропорционально радиусу 4-^й степени "Закон Пуазейля") (смотрите видео S3).

Мышцы тазового дна или связки - что является основной причиной дисфункции мочевого пузыря?

Основное внимание в парадигме интегральной теории (ПИТ) уделяется рыхлости или слабости связок, вызванной изменением структуры коллагена (1). Патогенез может быть врожденным, связанным с беременностью/родами (рис. 2) или наступлением менопаузы (разрушение/выведение коллагена). Очевидно, что повреждение мышц должно быть одним из факторов патогенеза. Однако высокие показатели разрешения симптомов, достигнутые после восстановления связок (3) подтверждают предположение интегральной теории о том, что повреждение связок является основной причиной. Еще одним подтверждением этой точки зрения стало слепое исследование, в рамках которого биопсия была взята у 47 женщин, перенесших операцию с применением среднеуретрального слинга по поводу стрессового недержания мочи. В результате гистологического исследования биопсийного материала, у 44 женщин были обнаружены серьезные повреждения мышц, однако у 89% симптомы СНМ были разрешены уже на следующий день (4).

Рисунок 2 Патогенез пролапса тазовых органов (Petros P. Функция, дисфункция и лечение тазового дна у женщин в соответствии с интегральной теорией. 3-^е изд.) При выходе головка плода приводит к растяжению или разрыву проксимальной части структур, удерживающих органы. Связки также могут быть ослабленными от природы или в результате распада коллагена в постменопаузе. (А) Головка плода при полном раскрытии на 10 см может привести к чрезмерному растяжению кардинальной связки "CL", крестцово-маточных связок "USL" и разрыву соединения влагалища "VAG" с шейкой матки, что может вызвать цистоцеле и опущение матки/апикальный пролапс. (Б) На выходе головки плода, лобково-уретральные связки, которые обеспечивают прикрепление леватора к симфизу, могут быть чрезмерно растянуты, а сухожильный центр промежности смещается в стороны, так что прямая кишка проталкивается во влагалище, вызывая ректоцеле. Место прикрепления леватора к симфизу также может быть разорвано, растянуто или смещено. ATFP - сухожильная дуга фасции таза; S - крестец.

Патогенез в рамках бинарной модели

Как показано на рисунке 1A, любое отклонение от нормы в бинарной системе контроля может повлиять на рефлекс мочеиспускания и вызвать задержку мочеиспускания или ГАМП. Неврологические поражения, такие как инсульт (кора головного мозга), травма спинного мозга, рассеянный склероз в афферентной цепи, могут привести к задержке мочеиспускания. Рассеянный склероз в эфферентных нервных цепях может влиять на периферический контроль, вызывая императивные позывы к мочеиспусканию. Местные поражения, такие как воспаление или опухоль вблизи с рецепторами растяжения, могут усиливать афферентные импульсы, вызывая ГАМП и недержание мочи.

Внезапный позыв к мочеиспусканию как преждевременно активированное неконтролируемое нормальное мочеиспускание

Эксперимент с уродинамическим контролем показал, что то, что когда-то называлось "нестабильностью детрузора" (сейчас "гиперактивность детрузора"), эквивалентно преждевременно активированному позыву к мочеиспусканию (5). Характер выделения мочи был идентичен тому, который наблюдается при нормальном мочеиспускании: (I) ощущение позывов; (II) падение давления в проксимальном отделе уретры; (III) повышение давления в детрузоре; (IV) выделение мочи.

ГАМП (императивные позывы, учащенное мочеиспускание, ноктурия)

Как показано на рисунке 3, слабость лобково-уретральной или крестцово-маточной связок приводит к ослаблению мышц, которые сокращаются против этих связок. Ослабленные мышцы, лобково-копчиковая и плато леваторов/мышца, поднимающая задний проход, не могут в должной степени обеспечить натяжение влагалища, чтобы поддержать рецепторы растяжения "N" и предотвратить поступление афферентных импульсов в кору головного мозга, которые интерпретируются как "позывы к мочеиспусканию". За пределами критической точки рефлекс на мочеиспускание временно берет на себя контроль, система становится неустойчивой и колеблется между "открыто" и "закрыто", что является ключевой характеристикой ГАМП и уродинамического "ГД" ("гиперактивность детрузора") (6). См. также https://doi.org/10.1002/nau.24990 (2).

Рисунок 3 Анатомия императивного недержания мочи (Petros P. Функция, дисфункция и лечение тазового дна у женщин в соответствии с интегральной теорией. 3-^е изд.). Императивное недержание мочи как преждевременная активация рефлекса на мочеиспускание при нормальном функционировании мочевых путей: ослабленные связки (лобково-уретральная, крестцово-маточная), не в состоянии в должной степени поддерживать влагалище, поэтому мышцы влагалища также ослабевают (волнистые линии). Мышцы, которые вплетаются в ослабленные связки, удлиняются; их сократительная сила ослабевает (волнистые стрелки); они не могут растягивать влагалище в достаточной степени, чтобы поддерживать рецепторы растяжения; рецепторы растяжения запускают повышенные афферентные импульсы (опорожнение) при малом объеме мочевого пузыря, и это воспринимается корой головного мозга как неотложность. Если афферентных импульсов достаточно для активации рефлекса мочеиспускания, задняя стенка уретры раскрывается (воронки); эфферентные импульсы из коры головного мозга заставляют детрузор сокращаться, вызывая бесконтрольное выделение мочи (императивное недержание мочи). Волнистые стрелки подчеркивают ослабленные мышечные силы. PUL - лобково-уретральная связка; USL - крестцово-маточная связка; CL - кардинальная связка.

Опорожнение: задержка мочи

Как показано на рисунке 3, слабые крестцово-маточные связки ослабляют сократительную силу мышц плато леваторов/мышцы, поднимающей задний проход, которые сокращаются против них. Ослабленные плато леваторов/мышцы, поднимающей задний проход, не могут открыть уретру перед мочеиспусканием. Следовательно, детрузор сокращается против относительно нераскрытой уретры из-за высокого сопротивления со стороны уретры, которое кора головного мозга интерпретирует как "обструкцию", чем оно и является на самом деле (7,8).

Патогенез ноктурии

Ослабленные крестцово-маточные связки не могут предотвратить смещение проксимального отдела влагалища и основания мочевого пузыря вниз под действием силы тяжести "G" (рис. 4). Растяжение вниз воздействует на рецепторы растяжения "N", которые активируют рефлекс мочеиспускания, и который кора головного мозга интерпретирует как "позыв". Использование тампона иногда может облегчить ноктурию, если он может в достаточной степени поддержать ослабленные крестцово-маточные связки.

Рисунок 4 Анатомия никтурии (Petros P. Функция, дисфункция и лечение женского тазового дна в соответствии с интегральной теорией. 3-е изд.) Мышцы таза (большие стрелки) расслаблены. По мере наполнения мочевого пузыря (прерывистый контур) он опускается вниз под действием силы тяжести "G". Если крестцово-маточные связки "USL" ослаблены, он продолжает опускаться до тех пор, пока не будут стимулированы рецепторы растяжения "N", активирующие рефлекс мочеиспускания после прохождения рефлекса закрытия "C". O - открытие; PCM - лобково-копчиковая мышца; LP - плато леваторов; LMA - мышца, поднимающая задний проход.

Хирургическое лечение симптомов нижних мочевыводящих путей (СНМП)

После первого сообщения об эффективном лечении СНМ и императивного недержания мочи с помощью прототипа среднеуретрального слинга, данные о котором были опубликованы в 1990 году в рамках интегральной теории (1), основное внимание в ПИТ было уделено хирургическому лечению пролапса тазовых органов и СНМ путем восстановления связок, а также объяснению того, как восстановление коллагена в поврежденной связке может разрешить такой широкий спектр симптомов СНМП.

Хирургическое лечение эффективно при ноктурии и императивных позывах

Как показано на рисунке 4, укрепление крестцово-маточных связок с помощью слинга предотвращает растяжение основания мочевого пузыря под действием силы тяжести "G" и, таким образом, предотвращает срабатывание рецепторов растяжения "N", генерирующих позывы к мочеиспусканию. Однако периферический мышечно-эластический механизм контроля не может противостоять нестабильности мочевого пузыря, вызванной повреждением кортикальных тормозных цепей, например, при рассеянном склерозе, или чрезмерной стимуляции рецепторов растяжения "N" при опухоли или воспалении. Эти состояния необходимо исключить, прежде чем приступать к хирургической коррекции.

Анатомия удержания мочи и стрессового недержания мочи

Механизм удержания мочи и СНМ описан на рисунке 5. Прямым доказательством важности надежной фиксации средней уретры является контроль СНМ с помощью гемостатической поддержки средней уретры, как показано на видео S5.

Рисунок 5 Анатомия удержания мочи и стрессового недержания мочи (Petros P.Функция, дисфункция и лечение женского тазового дна в соответствии с интегральной теорией. 3-^е изд.). Нормальное закрытие: неповрежденная лобково-уретральная связка не удлиняется. Лобково-копчиковая мышца сокращается вперед, закрывая дистальный отдел уретры. Плато леваторов растягивает влагалище, лобково-пузырную связку и проксимальный отдел уретры назад; мышца, поднимающая задний проход, поворачивает основание мочевого пузыря вокруг дуги Gilvernet, чтобы закрыть (перегнуть) шейку мочевого пузыря. Стрессовое недержание мочи: слабая лобково-уретральная связка удлиняется при напряжении. LP/LMA сокращаются против лобково-уретральной связки, открывая заднюю стенку уретры. При напряжении выделяется моча. Геометрия стрессового недержания мочи и нормального функционирования мочевых путей практически идентична; уретра открывается (воронки) с помощью задних мышечных сил (рис. 6). PUL - лобково-уретральная связка; PVL - лобково-пузырная связка; USL - крестцово-маточная связка; LMA - мышца, поднимающая задний проход; LP - плато леваторов; PCM - лобково-копчиковая мышца.

Ультразвуковые доказательства слабости лобково-уретральной связки, как причины возникновения СНМ

Рисунок 6 трансперинеальное УЗИ у женщины с СНМ. В состоянии покоя (рис. 6A) уретра закрыта. На рисунке 6B (при напряжении) видно, что лобково-уретральная связка удлиняется. Передняя и задняя стенки влагалища растягиваются назад/вниз, чтобы открыть заднюю стенку уретры по всей ее длине. На рисунке 6C зажим (белая стрелка), установленный позади симфиза, как на видео S2, механически поддерживает ослабленную лобково-уретральную связку, временно восстанавливает закрытие уретры по всей ее длине и размер уретровезикального сегмента уретры при напряжении. Передняя и задняя стенки влагалища растягиваются; уретра закрывается у шейки мочевого пузыря и в дистальном отделе.

Рисунок 6 Трансперинеальное УЗИ у женщины с СНМ (Petros P. Функция, дисфункция и лечение женского тазового дна в соответствии с интегральной теорией. 3-^е изд.). В состоянии покоя (А), при напряжении (Б) и в правой рамке, с зажимом, поддерживающим лобково-уретральную связку в средней части уретры. Обратите внимание на восстановление анатомии благодаря фиксации средней уретры с помощью зажима (белая стрелка). Двумя желтыми кружками отмечена длина лобково-уретральной связки, проходящей от нижней границы симфиза до средней уретры; красными пунктирными линиями отмечен дистальный отдел уретры. S - симфиз; U - мочеиспускательный канал; B - мочевой пузырь; a&p - передняя и задняя стенки влагалища; EUL - наружная связка уретры; SUI - стрессовое недержание мочи.

Объяснение хирургического и нехирургического лечения/улучшения состояния при ГАМП

“Причину женского недержания мочи следует искать вне мочевого пузыря, то есть в структурах, поддерживающих уретру и шейку мочевого пузыря, в частности, в связках, мышцах тазового дна и влагалище” (1). Связки - это структуры, наиболее подверженные повреждению из-за изменений в их основном структурном компоненте, коллагене, вызванных родами и старением (1). С начала 1990-х годов хирурги, придерживающиеся ПИТ, сообщают о высоких показателях эффективности лечения ГАМП, задержки мочеи и хронической тазовой боли путем восстановления связок, поддерживающих таз, главным образом, лобково-уретральной и крестцово-маточной связок (9-18).

Выводы

Контроль мочевого пузыря является бинарным, с кортикальным и периферическим компонентами. Небольшое изменение определения с "гиперактивного" на "гиперактивированный" соответствует этой концепции, сохраняет аббревиатуру "ГАМП" и открывает двери для значительного расширения исследовательской деятельности.

Благодарности

Мы хотели бы выразить нашу благодарность редакторам профессору Питеру Петросу и Вани Бардетте за их огромную помощь в разработке и редактировании статьи.

Финансирование: Нет.

Footnote

Происхождение и рецензирование: Эта статья была написана по заказу Международного общества пельвиперинологии для серии «Парадигма Интегральной теории», опубликованной в журнале «Annals of Translational Medicine». Питер Петрос (редактор) и Вани Бардетта (помощник редактора) были бесплатными приглашенными редакторами этой серии. Статья прошла внешнее рецензирование.

Файл экспертной оценки: доступен по адресу https://atm.amegroups.com/article/view/10.21037/atm-23-1770/prf

Конфликт интересов: все авторы заполнили единую форму раскрытия информации ICMJE (доступна по https://atm.amegroups.com/article/view/10.21037/atm-23-1770/coif). Серия «Парадигма интегральной теории» была создана по заказу Международного общества пельвиперинеологии без какого-либо финансирования и спонсорства. У авторов нет других конфликтов интересов, о которых можно было бы заявить.

Этическое заявление: авторы несут ответственность за все аспекты работы, обеспечивая надлежащее исследование и решение вопросов, связанных с точностью или целостностью любой части работы. Все клинические процедуры, описанные в этом исследовании, проводились в соответствии с этическими стандартами институционального и/или национального исследовательского комитета(ов) и Хельсинкской декларацией (в редакции 2013 г.). От пациентов было получено письменное информированное согласие на публикацию этой статьи и сопроводительных изображений. Участие человека в видео было разрешено пациентом на том основании, что оно было обезличено.

Заявление об открытом доступе: это статья открытого доступа, распространяемая в соответствии с международной лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0), которая разрешает некоммерческое тиражирование и распространение статьи со строгим условием, что не будет внесено никаких изменений или правок, а оригинальная работа правильно цитируется (включая ссылки как на официальную публикацию через соответствующий DOI, так и на лицензию). См.: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

Список литературы

1. Petros PE, Ulmsten U. An Integral Theory of female urinary incontinence. Acta Obstet Gynecol Scand 1990;69:7-31. [Crossref] [PubMed]
2. Petros P, Quaghebeur J, Wyndaele JJ. Defining urge as an uncontrolled micturition explains pathogenesis, informs cure and helps solve the burgeoning OAB crisis. Neurourol Urodyn 2022;41:1281-92. [Crossref] [PubMed]
3. Inoue H, Kohata Y, Fukuda T, et al. Repair of damaged ligaments with tissue fixation system minisling is sufficient to cure major prolapse in all three compartments: 5-year data. J Obstet Gynaecol Res 2017;43:1570-7. [Crossref] [PubMed]
4. Petros PE, Swash M, Kakulas B. Stress urinary incontinence results from muscle weakness and ligamentous laxity in the pelvic floor. Pelviperineology 2008;27:107-9.
5. Petros PE, Ulmsten U. Bladder instability in women: a premature activation of the micturition reflex. Neurourol Urodyn 1993;12:235-9. [Crossref] [PubMed]
6. Papa Petros PE. Detrusor instability and low compliance may represent different levels of disturbance in peripheral feedback control of the micturition reflex. Neurourol Urodyn 1999;18:81-91. [Crossref] [PubMed]
7. Bush MB, Moron C, Messner-Pellenc L, et al. A mechanical model for the opening of the human female urethra. In: Adlassnig KP, Bracale M. editors. Proceedings of Biomedical Engineering 2005. Austria: Acta Press; 2005:210-3.
8. Quaghebeur J, Petros P, Wyndaele JJ, et al. Pelvic-floor function, dysfunction, and treatment. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2021;265:143-9. [Crossref] [PubMed]
9. Shkarupa D, Zaytseva A, Kubin N, et al. Native tissue repair of cardinal/uterosacral ligaments cures overactive bladder and prolapse, but only in pre-menopausal women. Cent European J Urol 2021;74:372-8. [Crossref] [PubMed]
10. Inoue H, Kohata Y, Sekiguchi Y, et al. The TFS minisling restores major pelvic organ prolapse and symptoms in aged Japanese women by repairing damaged suspensory ligaments: 12 - 48 month data. Pelviperineology 2015;34:79-83.
11. Inoue H, Nakamura R, Sekiguchi Y, et al. Tissue Fixation System ligament repair cures major pelvic organ prolapse in ageing women with minimal complications - a 10-year Japanese experience in 960 women. Cent European J Urol 2021;74:552-62. [Crossref] [PubMed]
12. Petros PE, Ulmsten UI, Papadimitriou J. The autogenic ligament procedure: a technique for planned formation of an artificial neo-ligament. Acta Obstet Gynecol Scand Suppl 1990;153:43-51. [Crossref] [PubMed]
13. Petros P, Palma P. Conceptualizing stress urinary incontinence surgery beyond midurethral slings: Very early results from simplified ligament repair without tapes. Neurourol Urodyn 2023;42:383-8. [Crossref] [PubMed]
14. Goeschen K, Müller-Funogea A, Petros P. Tethered vagina syndrome: cure of severe involuntary urinary loss by skin graft to the bladder neck area of vagina. Pelviperineology 2010;29:100-2.
15. Piñango-Luna S, Level-Córdova L, Petros PE, et al. A low-cost artisan tension-free tape technique cures pelvic organ prolapse and stress urinary incontinence: Proof of concept. Cent European J Urol 2020;73:490-7. [Crossref] [PubMed]
16. Goeschen K, Gold DM. Surgical cure of chronic pelvic pain, associated bladder and bowel symptoms by posterior sling in 198 patients validates the Pescatori Iceberg principle of pelvic symptom co-occurrence. Pelviperineology 2017;36:84-8.
17. Petros PEP, Richardson PA. TFS posterior sling improves overactive bladder, pelvic pain and abnormal emptying, even with minor prolapse: A prospective urodynamic study. Pelviperineology 2010;29:52-5.
18. Petros PE. New ambulatory surgical methods using an anatomical classification of urinary dysfunction improve stress, urge and abnormal emptying. Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct 1997;8:270-7. [Crossref] [PubMed]

Editor and Translator:
Nikita Kubin Dmitriyevich, MD
Professor, Head of the Department of Urology, Medical Institute, Saint Petersburg State University, Saint Petersburg, Russian Federation.

(Данный перевод предназначен исключительно для академического обмена. Официальной версией считается оригинальный текст на английском языке.)