宫颈组织结构与宫颈机能

黄晓武，夏恩兰

·讲座·

宫颈组织结构与宫颈机能

黄晓武，夏恩兰

宫颈是胎儿与阴道之间的屏障，是动态变化的组织结构，妊娠期宫颈内在组织成分发生一系列变化继而引起的解剖结构的变化，包括宫颈软化、成熟、延展，称为“宫颈重塑”；宫颈组织结构先天发育异常或者宫颈手术可致妊娠中、晚期宫颈不能承受宫腔内压力，引起羊膜囊脱出，继而导致早产或中期流产。本文系统阐述宫颈在妊娠前、妊娠后及分娩后组织结构的一系列生理及病理学变化的研究进展。

子宫颈；宫颈成熟；宫颈功能不全

（J Int Obstet Gynecol，2016,43：657-660）

宫颈是动态变化的组织结构，是胎儿与阴道之间的屏障，妊娠期宫颈的组织成分发生一系列变化，引起宫颈软化、成熟、延展，这些过程被称为“宫颈重塑”；近年，有关宫颈组织结构的研究有了进一步进展。深入了解宫颈组织结构，便于理解宫颈因素所导致的早产或中期流产的相关机制。

1 宫颈的组织结构

1.1 宫颈的大体结构宫颈是位于子宫体下段的柱状结构，正常成年人非妊娠期宫颈长约25 mm，前后径约为20～25 mm，横断面直径为25～30 mm，因年龄、产次、月经不同时期而略有不同。宫体与宫颈之间最狭窄的部分称子宫峡部，宽7～9 mm，在非妊娠期长约10 mm，其上端因解剖学上较狭窄，称解剖学内口；其下端因黏膜组织在此处由宫腔内膜转变为宫颈黏膜，称组织学内口。峡部子宫壁由黏膜，肌层和外膜组成。峡部内膜与子宫体部内膜相延续，但子宫体内膜移行至峡部突然变薄，此部内膜有轻度周期性变化，缺少螺旋动脉，月经周期不脱落。峡部的外膜即纤维膜，环绕于峡部肌层的周围，并由主韧带、宫底韧带和耻骨子宫筋膜附着，加强峡部的功能，使峡部极为稳固而坚实地封闭子宫腔。子宫峡部在产科方面有特别重要的意义，妊娠中期（妊娠12周）以后，子宫峡部逐渐伸展、变长、变薄，内腔由上而下呈漏斗形扩张，形成子宫下段，构成宫腔部分；临产时扩张得更长，由数毫米伸展至7～10 cm[1]。

峡部肌层是由平滑肌和有弹性纤维的结缔组织组成。既往研究认为子宫体和宫颈结构和功能上的区别很大，认为宫颈主要由致密的纤维结缔组织所构成，另外有少量的弹力纤维及平滑肌组织（约占10%～15%）。平滑肌组织主要位于宫颈周边，并与阴道壁肌层中的平滑肌相连接。平滑肌组织围绕宫颈纤维环形排列，同时子宫主韧带、宫底韧带和耻骨宫颈筋膜均伸入其中。而近期研究显示宫颈内口处（子宫峡部）平滑肌细胞含量（约占50%～60%）明显多于宫颈外口（约占10%），这些平滑肌细胞有以下特点：①通常围绕宫颈管，起到类似于括约肌的功能；②表达收缩相关蛋白（如缝隙连接），事实上，子宫体部及子宫颈平滑肌细胞间通过平滑肌细胞的缝隙连接来联系；③如给予外源性缩宫素，可以像子宫体部平滑肌细胞一样收缩，并可以将子宫体平滑肌的收缩向下传导。此外，围绕宫颈间质的一层上皮细胞，形成其与外部阴道环境的活性通道及交通，增加了其复杂性[2-4]。

总之，宫颈结构的不均质性意味着宫颈内口、外口的功能不同；宫颈内口实际上可能像括约肌，因此“括约肌缺乏/功能减退”或许可以解释为什么宫颈内口扩张、早产宫颈重塑时的漏斗形成。此外，子宫和宫颈间结构、生理的连续性表明宫颈妊娠期间可能扮演比以前预期的更积极的角色。

宫颈的血供主要来自子宫动脉，一部分来自阴道动脉上行支。宫颈、宫体交界部血供分为4部分，最外层为粗大血管，其内依次为小动脉和小静脉、宫颈内毛细血管区和宫颈管周围小静脉和毛细血管。

1.2 宫颈的组织学既往研究认为宫颈组织相对均匀，主要由细胞外基质/胶原蛋白（占90%）以及微小细胞成分（10%～15%，包括成纤维细胞、平滑肌细胞、腺细胞、血管细胞、免疫细胞）构成，结构和生理上与宫体不同。但是，近期的研究结果使学者们对宫颈组织结构有了新的认识。

1.2.1 宫颈上皮宫颈管由分泌黏液的单层柱状上皮覆盖，与阴道鳞状上皮相连形成鳞柱交界，宫颈柱状上皮细长型，彼此连接紧密，底层及中层细胞内可见圆形和椭圆形细胞核。宫颈缺乏腺体结构，宫颈柱状上皮形成腺窝样结构分泌黏液，储存精液。

1.2.2 基质宫颈上皮下基质成分的研究较明确，宫颈组织细胞外基质主要由蛋白质（大部分是胶原蛋白，以及一部分弹性蛋白）和糖蛋白（如透明质酸和核心蛋白聚糖）组成，作为宫颈的支架，决定宫颈的生化组织和机械性能，如宫颈强度和弹性。

宫颈的硬度由胶原组织决定（70%的Ⅰ型胶原和30%的Ⅲ型胶原），构成宫颈细胞外基质的主要蛋白成分；胶原占宫颈基质基本物质的80%，研究认为胶原纤维的方向性决定了其在妊娠时支持能力，环绕宫颈内口的环形纤维阻止宫颈扩张，纵向纤维与宫颈延展相关。

20 世纪70年代，研究认为宫颈细胞外基质中的胶原蛋白网分3个不同区域：内层和外层包含大部分胶原纤维，平行于宫颈管；中层包含的胶原纤维环绕宫颈管胶原纤维与宫颈管平行的内层及外层（理论上防止宫颈扩张时宫颈与宫体撕裂），胶原组织相对均匀。而近年的研究发现宫颈胶原蛋白网具有高度非均质性，交织区胶原蛋白沿宫颈内口向宫颈外口逐步变化，此外，胶原蛋白网（组织）的强度取决于每个胶原纤维之间的交联程度以及胶原蛋白的类型，宫颈内口的胶原蛋白交联程度与宫颈外口有显著差异。

弹力蛋白仅是宫颈基质中很少的一部分，大多数弹力蛋白纤维分布于血管壁，仅少数散在分布于基质。研究发现，应用特殊染色技术或生化方法可以发现更多的弹力蛋白，弹力蛋白占0.9%～1.6%，弹力蛋白来源于宫颈外口，片状向宫颈内口延伸，在内口水平，弹力蛋白稀疏，多出现在平滑肌细胞聚集的相应位置，弹力蛋白被认为在妊娠过程中及妊娠后对宫颈重塑起到重要作用[5-7]。

1.3 宫颈的功能

1.3.1 宫颈周期性变化与宫颈结构宫颈在月经周期解剖结构及生理功能会发生变化，来促进或阻止精子的进入，保证子宫内膜的脱落。宫颈内口的直径会发生周期性变化，在Asplund[8]的研究中，应用改良的造影技术记录这一变化，与分泌期相比，月经期及增生期宫颈内口最为宽大，宫颈黏液为锯齿状，这一点被随后的磁共振成像（MRI）研究所证实。卵泡期宫颈管平均宽度4.5 mm，分泌期3.8 mm，研究发现卵泡期宫颈的整体长度和宽度是最大的。另一研究发现黄体期宫颈内口严密闭合而月经期即松弛。研究人员应用“直接造影法”观察宫腔内注入碘油的保留时间发现，卵泡期为1～3 h，黄体期为4～8 h，在月经前2 d仅保留30 min，这提示颈体交界部在月经周期有宽窄不同的变化[7]。

1.3.2 宫颈黏液的产生及分泌人类宫颈主要分泌宫颈黏液，在雌、孕激素的调节下由宫颈柱状上皮产生和分泌，排卵期宫颈黏液呈拉丝状，黏性均一，利于精子上行、存储及存活。排卵及妊娠后，黄体分泌孕酮，宫颈黏液黏稠，不利于精子和微生物上行进入宫腔[7]。

2 妊娠期、分娩期宫颈组织的变化

妊娠期宫颈的作用是维持和保护胎儿，保持闭合及足够的长度，宫颈黏液栓阻止下生殖道微生物的上行。宫颈内口水平保持足够的张力，减少胎膜及妊娠物向宫颈管下移，一旦下移会引起这一屏障的缩短和黏液栓消退。经阴道超声检查发现，妊娠期宫颈长度大多为30～40 mm，如“钟形”；宫颈长度小于20 mm易发生早产，临床应用宫颈环扎带加强宫颈。

近10年来，通过MRI及三维超声来研究妊娠期宫颈的三维变化，研究发现随妊娠孕周增加，宫颈管及宫颈基质增加大约1/3，提示由于胶原溶解，胶原成分减少，基质的张力下降，胶原网松弛。组织容积增加保持宫颈闭合但其机械特性已发生改变[7，9]。临床医生用宫颈软化（softening）、缩短（shortening）、隧道（funneling）、消退（effacing）、扩张（dilating）等名词来描述宫颈在妊娠期间的形态变化，这些变化统称为宫颈重塑（cervical remodeling），是宫颈内在组织成分发生变化继而引起的解剖结构变化。宫颈成熟过程是一个复杂的过程，目前并不完全明了。

宫颈重塑是妊娠期宫颈进行性改变和复原的合成名词，包括4个重叠阶段，即持续进行的宫颈软化过程，临产前宫颈显著软化、容受性增加的加速阶段（宫颈成熟），分娩前宫颈扩张活跃期以及产后恢复期。因为很难从妊娠女性中获得标本，因而对于宫颈重塑的研究主要在啮齿类动物、大鼠模型中进行，妊娠早期宫颈重塑即开始，事实上，对于人类亦如此，早在19世纪，血、尿妊娠试验尚未问世，最早在妊娠6周时，医生们就可以根据妇科检查发现宫颈变软来协助判断妊娠与否。在啮齿类动物中，宫颈软化期的特征是胶原蛋白溶解度增加（胶原蛋白交联减少），胶原蛋白交联形成酶减少。最近研究也表明，在宫颈软化早期，成熟与非成熟交联胶原蛋白的比值减少，表明成熟交联胶原蛋白减少，取而代之的是非成熟胶原蛋白，使组织顺应性增加。除了胶原蛋白交联的变化，宫颈软化可能需要其他基质细胞蛋白改变，从而调节胶原蛋白形成及细胞与基质间的相互作用（如血小板反应蛋白2、细胞黏合素C）。

紧随宫颈软化之后的便是宫颈成熟，这些阶段使宫颈顺应性增加，容易扩张，完成胎儿分娩。研究表明，宫颈成熟阶段的特点包括：①胶原纤维直径和纤维间间距增加以及从直纤维变为波状纤维；②透明质酸合成增加，增加组织水合作用，使组织依从性增加；③免疫细胞激活或聚集，释放基质金属蛋白酶（MMP）。近期研究表明，在小鼠中，透明质酸和成熟的免疫细胞激活是宫颈成熟过程中必不可少的。但孕妇体内激素水平波动对宫颈重构的影响仍未明确[9]。

尽管人类和啮齿类动物的许多生化过程是相似的，但是人是直立行走动物，啮齿动物是四足动物，重力对宫颈的作用是不同的；而且物种的生殖解剖不同（人类只有1个子宫，啮齿类有2个），使得啮齿类动物的研究结果与人类不尽相同，到目前为止，学者们仍然不能完全理解人类宫颈重塑的生理机制[9]。

临床上测得的宫颈长度是闭合宫颈部的长度，正常妊娠的宫颈消退发生在胎头下降、宫颈缩短时，而隧道形成是病理情况引起的宫颈形态的异常改变，羊膜囊进入宫颈内口，宫颈提早缩短。

分娩期，分娩的启动是有胎儿及胎盘内分泌信号控制，引起一系列细胞因子、前列腺素、缩宫素的炎症级联反应。子宫收缩，胎膜或先露向下的压力使原本软化的宫颈进一步延展、扩张，宫颈内口水平的肌纤维松弛成为子宫下段的一部分，在足月分娩中，宫颈从“T”型(长/宫颈关闭)到“Y”型,然后“V”型，然后“U”型，最终宫颈完全扩张使得胎儿娩出[5]，产后宫颈组织逐渐恢复。这些过程是各种酶作用后引起的胶原排列和结构变化的结果。

3 宫颈机能与自发性早产、中期流产

如前所述，妊娠期间宫颈逐渐软化，至分娩期成熟，妊娠中期宫颈成熟可能有以下原因：①宫颈手术例如宫颈锥切术后，宫颈结缔组织损失；②先天性异常，如妊娠期己烯雌酚暴露导致宫颈发育不良；③宫内感染；④孕激素活性受限（研究地塞米松诱导的妊娠的证据表明孕酮逆转宫颈的容受性；研究发现服用17α-羟孕酮对临床诊断宫颈机能不全的患者有帮助）。对于一个患者可能同时存在多种病因，此外，可能尚有并未发现的机制起到作用[10]。

胎儿自发性早产的3个基本要素是宫颈重建/成熟、蜕膜活化以及子宫收缩。到目前为止，无论这些因素间相互作用的方式或任何潜在的分子机制都未完全阐明。即便如此，分娩过程似乎开始并终止于宫颈。人类及动物的研究表明，怀孕后宫颈便开始软化，并且在分娩前扩张完全。对比正常和病理性宫颈重建研究发现：足月分娩时，宫颈缩短同时伴随宫颈延展，胎头逐渐下降，初期宫颈外口无扩张；而宫颈内口机能不全引起早产或中期流产时，首先是羊膜囊突入宫颈管上段，然后引起宫颈缩短、最终羊膜囊脱出宫颈外口，此时宫颈无明显延展[7]。

正常的宫颈管有一定长度，且宫颈管内的黏液栓是阻止病原微生物上行感染的屏障，当宫颈解剖结构受损或先天发育异常引起“宫颈机能不全”，抵抗感染的功能下降，可能诱发宫颈的扩张[11]。

此外，宫颈承受宫腔内压力和重力、生长中的羊膜囊对子宫的牵张力，属于静态负荷；胎膜与子宫下段间粘连紧密，胎膜硬度高时，张力分布于胎膜和宫颈，当粘连破坏或胎膜硬度降低，宫颈承受张力增加。宫颈的三维几何学和子宫宫颈间角度对宫颈内口的负荷分布及张力形式是非常重要的，改变子宫体宫颈角度可能是Arabin宫颈托预防早产的机制[9]。

尽管子宫收缩对早产宫颈的变化非常重要，但很多有宫缩的患者宫颈并没有缩短，相反，宫缩并不明显时宫颈已开始缩短的现象也非常常见；相关的机制目前并不清楚。

因此，越来越多的学者认为宫颈机能不全与子痫前期、小于胎龄儿、胎死宫内、胎膜早破相似，被认为是一种“产科综合征”，而不是一种单一的疾病。综合征由于遗传或环境因素所致，一个患者可能存在一种以上的原因，此外还可能有尚未发现的机制存在，需要进行更进一步的深入研究[12-13]。

综上所述，宫颈是胎儿与阴道之间的屏障，是动态变化的组织结构，妊娠期宫颈内在组织成分发生一系列变化继而引起的解剖结构的变化，称为宫颈重塑；宫颈组织结构先天发育异常或者宫颈手术可致宫颈机能不全，引起自发性早产或中期流产。

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[本文编辑王昕]

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Cervical Structure and Cervical Function

HUANG Xiao-wu，XIA En-lan.Hysteroscopic Center,Fuxing Hospital Capital Medical University,Beijing 100038,China

The cervix is a barrier between the uterus and vagina，it is the organizational structure with dynamic change, the structure of cervix has a progressive change during pregnancy,including softening,shortening,funneling,effacing,dilating and postpartum repair,which is called"cervical remodeling".Any congenital malformation or injury of cervix will cause cervical incompetence，result in premature birth or abortion.A series of physiological and pathological changes of cervix before pregnancy,during pregnancy are described in this paper.

Cervix uteri;Cervical ripening;Uterine cervical incompetence

2016-11-03）

100038北京，首都医科大学附属复兴医院宫腔镜中心