Los efectos de la oxitocina en
el miometrio
La oxitocina (OT) es un
neuropéptido de nueve aminoácidos sintetizado por las neuronas magnocelulares
de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo cuyos axones
terminan en el lóbulo posterior de la hipófisis, tiene acciones centrales y
periféricas y roles en muchos procesos fisiológicos y patológicos. La OT es producida como un pre-propéptido, el
cual es sometido a varias modificaciones hasta llegar al péptido maduro. Estas
modificaciones tienen lugar durante el transporte axonal hacia el lóbulo posterior de la hipófisis de donde
es liberada por exocitosis a la circulación en respuesta a una variedad de
estímulos. La OT también es sintetizada por tejidos periféricos como el útero, el cuerpo lúteo,
la placenta y los testículos.
El receptor de oxitocina (OTR) pertenece a la clase 1 (tipo rodopsina) de
receptores acoplados a proteína G. En el útero, la proteína Gαq/11 se
acopla a la fosfolipasa C-β, la cual controla la hidrólisis del fosfoinositido-bis-fosfato
(PIP2) en inositol-tris-fosfato (IP3) y diacilglicerol
(DAG). Estos, a su vez, controlan la movilización de Ca2+ de los
depósitos intracelulares en el retículo sarcoplásmico (RS) y la activación de
la proteína kinasa tipo C (PKC), respectivamente. La liberación de Ca2+
del RS provoca la contracción del músculo liso a través de la estimulación de la calmodulina dependiente de Ca2+
que a su vez activa la kinasa de la cadena liviana de miosina (MLCK). La
posterior fosforilación de las cadenas
livianas de miosina por la MLCK desencadena el ciclo de puentes cruzados y la
generación de fuerza. El mecanismo descrito es considerado la ruta clásica de
la estimulación uterina por la oxitocina. Sin embargo, está claro actualmente
que el mecanismo de acción de la OT es más complejo.
Las evidencias acumuladas hasta el presente sugieren que la entrada de Ca2+
extracelular también contribuye al
aumento de Ca2+ intracelular libre inducido por la OT. Los canales
de Ca2+ operados por voltaje (VOCC) también llamados canales de Ca2+
tipo L son los principales canales iónicos involucrados en la entrada
de Ca2+ en el miometrio y son esenciales para la actividad espontánea, fásica. Los cambios
en el potencial de membrana, durante los potenciales de acción, provocan la apertura de estos canales VOCC y la entrada de Ca2+. Estudios
recientes sugieren que la OT afecta la actividad de los canales tipo L indirectamente,
a través de la apertura de otros canales
catiónicos (canales de Cl- activados por Ca2+, por
ejemplo) o bien a través de una entrada capacitativa de Ca2+, la cual podría provocar
la despolarización de la membrana y la
posterior apertura de los VOCC. Hay evidencia sustancial que apoya la
hipótesis que la OT aumenta la entrada
de Ca2+ a través del proceso conocido como entrada capacitativa o entrada
de Ca2+ operada por almacenamiento (SOCE), la cual es
distinta a la entrada de Ca2+
operada por voltaje y describe un
proceso de depleción de los depósitos
internos de Ca2+ acoplado a rutas de entrada de Ca2+. Este proceso
puede ser estimulado por la inhibición de las bombas de los depósitos de Ca2+
como la Ca2+-ATPasa de retículo sarcoplásmico y endoplásmico, SERCA.
La OT puede causar liberación de Ca2+
del RS y disminuir el contenido de Ca2+ en el RS, lo cual podría
disparar la entrada capacitativa de Ca2+. Entonces, en condiciones
fisiológicas, el aumento sostenido de Ca2+ en el citosol es indicativo de la liberación de Ca2+
de los depósitos y de la entrada de Ca2+ a través de los canales tipo
L. Otro mecanismo que puede afectar la
señal de Ca2+ y por consiguiente la contracción es la modulación de
la salida de Ca2+ a través de
la membrana plasmática. En el miometrio esto ocurre vía intercambio Na+-Ca2+
y la Ca2+-ATPasa de la
membrana. La OT inhibe la Ca2+-ATPasa y la salida de Ca2+
prolongando la elevación intracelular de Ca2+.
En
las células de músculo liso uterino, la
fuerza de la contracción depende del balance entre las actividades de la MLCK y la fosfatasa de la cadena liviana de miosina (MLCP). La fosforilación de las cadenas livianas por la MLCK es responsable de la contracción,
mientras que la desfosforilación por la MLCP
es responsable de la relajación. La OT dispara la activación de
proteínas Rho (una familia de proteínas
Ras) que regulan las interacciones acto-miosina y la sensibilidad al Ca2+
de las proteínas contráctiles en el músculo liso. En el miometrio, la proteína
RhoA es activada primariamente a través
de la proteína Gα12/13 lo cual a su vez dispara la activación de la
Rho kinasa (ROCK). La ROCK inhibe la
MLCP fosforilando su subunidad de unión
a la miosina y, por consiguiente, también inhibe la desfosforilación de las cadenas livianas de miosina. Esto
produce un mayor nivel de fosforilación de las cadenas livianas de la miosina y
`de tensión con un nivel dado de Ca2+. La fosforilación de la
miosina para aumentar la contracción de
una manera independiente de Ca2+
es conocida como “sensibilización” al Ca2+. Adicionalmente,
la PKC activada por el DAG también puede afectar la actividad MLCP directamente
por fosforilación de la fosfatasa o
vía inhibidor de la fosfatasa 1-activada
por la kinasa C- 17 kDa (CPI-17), un
inhibidor específico de la MLCP de músculo liso. La OT también modula la
contracción miometrial de una manera
independiente del aparato contráctil. Por ejemplo, la OT incrementa la
expresión de conexina, la principal
proteína de las uniones gap. En el miometrio, la expresión de estas uniones gap
facilita la coordinación y sincronía
de las contracciones durante el
trabajo de parto.
En
tejidos como el amnios y la decidua la señal OTR ha sido bien documentada. Por ejemplo, la unión de OT a su receptor
aumenta significativamente en las membranas fetales humanas con el inicio del
trabajo de parto. Asimismo, el gen OT y
la expresión de OTR han sido demostrados en el corión y la decidua de humanas. El tratamiento de la decidua humana con OT resulta en la estimulación de la producción de prostaglandina F2α,
un modulador clave de la contracción miometrial. El mecanismo para esto puede involucrar a la proteína kinasa activada por mitogenos (MAPK). Esto sugiere que existe un rol complementario
de la señal OT/OTR en los tejidos uterinos, la OT interactúa directamente con el miometrio en la
estimulación de las contracciones uterinas e indirectamente a través de la producción de prostaglandinas
en otros tejidos.
La
regulación de la actividad uterotónica de la OT puede ser considerada en dos
aspectos; (i) cambios en la concentración
de OT en la circulación y (ii) cambios en la expresión o la sensibilidad
del OTR. En la mayoría de animales,
inmediatamente antes del inicio del trabajo de parto, la OT es liberada por la
neurohipófisis en la circulación
materna. Sin embargo, en humanos, no hay
evidencia consistente para apoyar un incremento significativo en la
concentración de OT materna previa al
inicio del trabajo de parto. Un pico de OT en el segundo y el tercer estadio
del trabajo de parto ha sido reportado,
pero solamente en pocas mujeres.
Discretas fluctuaciones (pulsos) en la concentración de OT en humanos han
sido detectadas sólo en algunos estudios. Dado que la OT es también producida
localmente por tejidos intrauterinos, la proximidad de estos tejidos al miometrio sugiere que una señal
paracrina de la OT en los tejidos
intrauterinos podría contribuir al inicio y/o progreso del trabajo de parto. Esto podría proporcionar una explicación para la ausencia de cambios en la concentración de OT en la circulación
materna. Por otra parte, la OT circulante no parece ser esencial para el trabajo de parto en humanas pues éste
ocurre normalmente en casos de
disfunción hipofisiaria materna o en ausencia de OT procedente de la
circulación fetal en el caso de feto
anencefálico.
En
humanas, la expresión del OTR en el
miometrio es baja en la gestación
temprana, aumenta hasta 12 veces entre
las semanas 37 y 41 y alcanza su máxima expresión en el inicio del trabajo de
parto. La expresión de OTR también aumenta en corion y decidua durante el parto. En el miometrio, la
expresión de OTR es mayor en el fondo
que en el segmento inferior del útero. Esta distribución espacial de OTR
podría favorecer un incremento de la fuerza contráctil en el fondo uterino, mientras el segmento
inferior se mantiene relajado, lo cual
ayuda al descenso y al paso del feto durante el trabajo
de parto. Entonces, un cambio en la expresión de OTR (cantidad y localización)
más que la concentración de OT es importante para el inicio y progreso del
trabajo de parto. Los niveles de OTR postparto
disminuyen rápidamente en corion, decidua y útero. Por el contrario, en
la glándula mamaria, aumentan los sitios de unión a OT en el postparto y
durante la lactancia. Esto sugiere que la disminución postparto de OTR en el
útero puede ser necesaria para prevenir la actividad contráctil uterina no deseada en respuesta
a la producción de OT durante la lactancia.
La
concentración de ARNm de OTR es hormonalmente regulada. El consenso
general es que los estrógenos incrementan la cantidad de ARNm de OTR
y la progesterona suprime la expresión de OTR. En humanas, sin embargo,
el mecanismo de la regulación esteroidal
de la expresión de OTR no es
completamente entendido y no hay evidencia
que apoye un cambio significativo
en las concentraciones circulantes de estrógenos o progesterona o un cambio en la relación
estrógeno/progesterona como se ha visto en roedores. En cambio, se considera
que en las humanas ocurre una “caída funcional de progesterona” que resulta del
metabolismo local de la progesterona, un cambio en la relación de
expresión de las isoformas de los
receptores de progesterona (PRA/PRB) y una expresión alterada de cofactores del receptor. Por otra parte,
el contenido de colesterol de la membrana
plasmática puede regular la afinidad y la estabilidad del OTR
y por lo tanto afectar la señal del receptor. El OTR se localiza principalmente en dominios
ricos en colesterol (también conocidos
como balsas lipídicas), que a menudo son ricas en la proteína caveolina,
formando invaginaciones de la membrana plasmática conocidas como caveolas.
Estos OTRs muestran una mayor afinidad
por la unión de OT. En el miometrio, la modulación del colesterol de la membrana
causa cambios profundos en la contractilidad miometrial, incluyendo las contracciones
estimuladas por la OT. El hecho que el OTR sea regulado por las propiedades
biofísicas de la membrana sugiere que
cualquier perturbación de estas puede
tener importantes implicaciones para el parto. La progesterona inhibe la
esterificación y el transporte de colesterol en la membrana plasmática, lo cual
podría reducir el contenido de
colesterol en las caveolas. Por lo tanto, la presencia continua de una alta
concentración de progesterona durante la gestación podría mantener los OTRs en un estado de baja
afinidad. Sin embargo, la “caída de progesterona” restaura el transporte de colesterol y por
consiguiente incrementa el contenido de colesterol en la caveolas. La respuesta
de los OTR podría entonces aumentar al pasar a su estado de alta
afinidad.
El
estiramiento del miometrio es un
estimulo para el incremento de la
expresión de OTR. El incremento de la distensión uterina puede ayudar a
explicar la alta tasa de parto pre-término en casos de polihidramnios y
embarazo múltiple, particularmente si el
útero es sometido a un alto grado de
estiramiento en la gestación. La
respuesta a la OT durante el trabajo de parto por el miometrio de mujeres con
embarazo post-término (< 41 semanas + 3 días) es significativamente
menor que en el miometrio de mujeres con
embarazo a termino, lo cual puede ser consecuencia de la disminución de la expresión de OTR en este tejido. Por
otra parte, la exposición continua o prolongada del miometrio a la OT provoca
una respuesta reducida asociada con pérdida de sitios de unión a la OT o a
internalización del OTR. La pérdida de OTR también ha sido demostrada durante
el parto inducido con OT.
La
arginina vasopresina (AVP) es producida por
neuronas magnocelulares del
hipotálamo adyacentes a las neuronas que
producen OT. En humanos, los péptidos OT y AVP son estructuralmente similares,
cada uno tiene nueve aminoácidos y un puente disulfuro y solo difieren en dos
aminoácidos (posiciones 3 y 8). Los receptores de AVP (V1aR, V1bR
y V2R) son acoplados a proteína G y tienen alta homología con los
OTRs. La AVP se une a su propio receptor
y al OTR y la OT además de unirse al OTR, también puede activar los receptores
de AVP. La AVP induce la contracción del útero en animales y humanas. Este
efecto es mediado por el V1bR. El miometrio de las humanas es más
sensible a la AVP que a la OT y la expresión de V1bR en el miometrio
se mantiene alta durante la gestación.
La AVP fetal también es producida durante el progreso del trabajo de
parto y en respuesta al estrés fetal. La
reactividad cruzada de receptores y
péptidos tiene consecuencias importantes para las terapias farmacológicas durante el
trabajo de parto.
El
rol de la OT como agente inductor del trabajo de parto no debe ser confundido
con su rol en el aumento del trabajo de parto. Se estima que 20-30% de las
mujeres reciben inducción del trabajo de parto, de las cuales menos de las dos
terceras partes tienen un parto sin ninguna otra intervención y sólo 22% de
ellas requieren de cesárea. La OT ha
sido usada sola, en combinación con amniotomía, o siguiendo al ablandamiento
cervical con otros métodos farmacológicos o no farmacológicos. Los estudios
sugieren que la OT iv sola no debe ser usada para la inducción del trabajo de
parto porque, cuando se compara con el uso de prostaglandina E2
vaginal como agente inductor, la OT sola resulta en menos partos vaginales
dentro de las primeras 24 horas y mayor
porcentaje de cesáreas. Actualmente, el uso de infusión de OT es secundario al
tratamiento con prostaglandina, después del ablandamiento del cérvix. Por otra parte, aunque la OT es ampliamente
usada en obstetricia, se carece de consenso con respecto a su dosis óptima,
tiempo de administración, seguridad y eficacia. Estudios recientes in vivo han reportado que la concentración plasmática
de OT óptima y la respuesta contráctil uterina máxima se alcanza después de 40 minutos de infusión,
lo que sugiere que la vida media de la OT es de 10-15 minutos y que los
intervalos de 30-40 minutos para aumentar la tasa de infusión son los más
indicados en términos de eficacia y
seguridad. Sin embargo, hay mucha variación en la respuesta de la mujer a la OT. En una misma mujer, la reacción del
útero a la OT puede variar de un día
para otro. Esto sugiere que en algunos casos el útero debería tener períodos de reposo
más que requerir de una infusión continua de OT que resulte en poco
progreso del trabajo de parto. Más aún, si la naturaleza de la liberación de OT por la neurohipófisis es pulsátil, una manera más fisiológica de administrar la
OT podría ser a través de una infusión pulsátil.
Cada
ciclo contracción-relajación del útero
causa una disminución o interrupción intermitente en el flujo sanguíneo, lo
cual disminuye el intercambio de oxígeno entre la madre y el feto. En
condiciones fisiológicas, la unidad feto-placentaria puede tolerar estos
cambios y a mayor intervalo entre las contracciones, mayor tiempo para la
perfusión de la placenta y por
consiguiente mayor aporte de oxígeno al
feto. Sin embargo, la infusión de OT
puede producir una hiperestimulación
uterina y si la actividad uterina es excesiva y sus efectos exceden la capacidad de la unidad feto-placentaria
para compensar la hiperactividad uterina, se reduce el aporte de oxígeno al
feto, lo cual puede provocar hipoxemia fetal intraparto. La OT también es capaz
de causar contracciones tetánicas del miometrio que pueden resultar en muerte
fetal.
En
conclusión, la OT tiene un rol central en la regulación del parto porque induce
la contracción en el miometrio. La activación del OTR dispara una variedad de
eventos para estimular la contracción del miometrio, especialmente elevando el
Ca2+ intracelular. Esto incluye liberación de Ca2+ de los
depósitos intracelulares mediada por IP3, entrada de Ca2+
operada por almacenamiento y entrada de
Ca2+ operada por voltaje. La actividad del OTR es regulada por cambios en la expresión,
desensibilización y cambios locales en la concentración de OT.
Fuente: Arrowsmith S y Wray S (2014). Oxytocin: its mechanism of action and receptor
signaling in the myometrium. Journal of Neuroendocrinology 26: 356-369.