Supapă aortică

Valva aortica este considerat cel mai studiat, deoarece o lungă perioadă de timp este descrisă, începând cu Leonardo da Vinci (1513) și Valsalva (1740), și de multe ori, mai ales în a doua jumătate a secolului XX. În același timp, studiile din ultimii ani au fost în principal descriptive sau, mai rar, comparative. Începând cu J Zimmerman (1969), în care el a propus să ia în considerare „funcția de supapă ca o extensie a structurii sale“, cele mai multe cercetări a fost de a purta un caracter morfofuncționale. Această abordare a studiului funcția de valva aortica, prin studiul structurii sale a fost, într-o anumită măsură, din cauza dificultăților metodologice de investigare direct biomecanica valva aortica, în studiile generale ale anatomiei funcționale posibil să se determine limitele morfologice și funcționale ale valvei aortice, pentru a clarifica terminologia și de a studia într-o mare măsură, funcția sa.

Datorită acestor studii, supapa aortică a fost în mare măsură înțeleasă ca o singură structură anatomică și funcțională asociată atât cu aorta, cât și cu ventriculul stâng.

Conform opiniilor prezente, valva aortica este structura cea mai mare parte a pâlniei sau forma cilindrică formată din trei sinusuri trei triunghiuri mezhstvorchatyh Henle, trei cuspide semilunare și inelului fibros, proximal și limitele distală ale care sunt, respectiv, ventrikuloaortalnoe și joncțiunea sinotubular.

Termenul complex "aortic-valve" este folosit mai rar. În sens restrâns, supapa aortică este uneori înțeleasă ca un element de blocare constând din trei supape, trei comori și un inel fibros.

Din punct de vedere al mecanicii generale, supapa aortică este considerată ca o structură compusă constând dintr-un schelet puternic (forță) și elemente de cochilie relativ subțiri (pereți sinus și blat) plasați pe ea. Deformările și deplasările acestui schelet apar sub acțiunea forțelor interne care apar în cochilii fixați pe el. Cadrul, la rândul său, determină deformările și mișcările elementelor de coajă. Cadrul constă în principal din fibre de colagen bine ambalate. Acest design al supapei aortice determină longevitatea funcției sale.

Sinusurile Valsalva - partea extinsă a porțiunii inițiale a aortei, limitată anulus proximally corespunzătoare segment și cercevea și distală - joncțiune sinotubular. Sinusurile sunt numite în funcție de arterele coronare care se deplasează drept coronarian, stânga coronariană și non-coronară. Zidul sinusurilor este mai subțire decât peretele aortic și constă numai din intim și mediu, oarecum îngroșați de fibre de colagen. În același timp, cantitatea de fibre de elastină scade în peretele sinus, iar creșterile colagenice în direcția de la joncțiunea sinotubulară până la joncțiunea ventriculo-marginală. Fibre de colagen dens sunt aranjate, de preferință, pe suprafața exterioară a sinus și sunt orientate în direcția circumferențială, iar în podkomissuralnom spațiu participă la formarea mezhstvorchatyh triunghiuri sub formă de suport supapă. Rolul principal al sinusurilor este de a redistribui tensiunea dintre valve și sinusuri în diastol și de a stabili poziția de echilibru a supapelor la sistol. Sinusurile sunt împărțite la nivelul bazei lor prin triunghiuri interstițiale.

Schelet fibros care formează valva aortica este o structură unitară spațială elemente fibroase puternice aortice clapele de bază anulus rădăcină tije comisurale (coloane) și joncțiunea sinotubular. Joncțiune Sinotubular (inel arc sau pieptene arc) - forme de undă conexiune anatomică între sinusurilor și aorta ascendentă.

Compus Ventrikuloaortalnoe (bază supapă inel) - conexiune anatomică rotunjită între ventriculul stâng diviziune de ieșire și aorta, care este o structură fibroasă și mușchi. În literatura de specialitate străină privind intervenția chirurgicală, articulația ventriculo-cortică este adesea menționată ca "inelul aortic". Compusul Ventriculoaortal se formează, în medie, cu 45-47% din miocardul conului arterial al ventriculului stâng.

Comisura este o linie care leagă (conectând) clapele adiacente cu marginile periferice proximale de pe suprafața interioară a segmentului distal al rădăcinii aortei și extinde capătul său distal la joncțiunea sinotubulară. Tijele (posturile) comisurale reprezintă locurile de fixare a comisurii pe suprafața interioară a rădăcinii aortei. Coloanele comisuroase sunt extensia distală a celor trei segmente ale inelului fibros.

Triunghiuri Henle Mezhstvorchatye sunt componente fibroase sau fibromusculară rădăcinii aortice și comisura proximal situate între segmentele adiacente ale inelului fibros și supapele respective. Triunghiuri mezhstvorchatye anatomica fac parte din aorta, dar ele oferă vedere funcțional cale de ieșire din partea stângă hemodinamica ventriculul și ventriculare afectate, nu aorta. Tanglurile interstițiale joacă un rol important în funcția biomecanică a supapei, permițând sinusurilor să funcționeze relativ independent, să le unească și să susțină o singură geometrie a rădăcinii aortei. Dacă triunghiurile sunt mici sau asimetrice, atunci un inel fibros îngust sau distorsiunea supapei se dezvoltă cu întreruperea ulterioară a funcției supapelor. Această situație poate fi observată la supapa bicuspidă a aortei.

Valva este elementul de închidere a supapei, marginea sa proximală se extinde din partea semilunulară a inelului fibros, care este o structură densă de colagen. Supapa constă din corpul (partea principală fiind încărcată), suprafața de coaptare (închidere) și baza. Muchiile libere ale clapetelor adiacente în poziția închis formează o zonă de coaptare care se extinde de la comisă până la centrul clapei. Forma triunghiulară deformată a părții centrale a zonei de coaptare a supapei a fost numită nodul lui Aranzi.

Frunza care formează supapa aortică constă din trei straturi (aortic, ventricular și spongios) și este acoperită extern cu un strat subțire de endoteliu. Straturile care se confruntă cu aorta (fibroza) conțin în principal fibre de colagen orientate în direcție circumferențială sub formă de mănunchiuri și fire și o cantitate mică de fibre de elastină. În zona de coaptare a marginii libere a frunzei, acest strat este prezent ca niște fascicule separate. Grinzile de colagen din această zonă sunt "suspendate" între coloanele comurice la un unghi de aproximativ 125 ° față de peretele aortic. În corpul mănunchiului, aceste fascicule se deplasează la un unghi de aproximativ 45 ° față de inelul fibros sub forma unei jumătăți de elipse și se termină pe partea opusă. Această orientare „“ forța «și mănunchiuri marginile frunzelor sub forma unui» pod suspendat „este destinat pentru a transfera sarcini de presiune în diastolă cu clapete de pe sinus și schelet fibros care formează valva aortica.

În clapa descărcată, fasciculele fibroase sunt într-o stare contractată sub formă de linii ondulate dispuse într-o direcție circumferențială la o distanță de aproximativ 1 mm una de cealaltă. Fibrele de colagen care constituie legăturile din frunza relaxată au, de asemenea, o structură ondulată cu o perioadă de undă de aproximativ 20 pm. Când se aplică sarcina, aceste valuri se îndreptează, permițând țesutului să se întindă. Fibrele complet îndreptate devin inextensibile. Pliurile de glezne de colagen se îndreaptă ușor cu o ușoară încărcare a frunzei. Aceste fascicule sunt vizibile în stare încărcată și lumină transmisă.

Constanta proportiilor geometrice ale elementelor radacinii aortei a fost studiata prin metoda anatomiei functionale. În particular, s-a constatat că raportul dintre diametrele îmbinării sinotubulare și bazei supapei este constant și este de 0,8-0,9. Acest lucru este valabil pentru valvele-complexe aortice ale persoanelor tinere și de vârstă mijlocie.

Cu vârsta, apar procese calitative de structură anormală a peretelui aortic, însoțită de o scădere a elasticității și de dezvoltare a calcifierii. Aceasta conduce, pe de o parte, la expansiunea sa treptată și, pe de altă parte, la o scădere a elasticității. Modificările proporțiilor geometrice și scăderea dilatabilității supapei aortice apar la vârsta de peste 50-60 de ani, care este însoțită de o scădere a zonei de deschidere a supapelor și de o deteriorare a caracteristicilor funcționale ale supapei ca întreg. Elementele anatomice și funcționale legate de vârstă ale rădăcinii aortice a pacienților trebuie luate în considerare la implantarea de substituenți biologici fără cadru în poziția aortică.

O comparație a structurii unei astfel de educații ca valva aortică a omului și a mamiferelor a fost efectuată la sfârșitul anilor 60 ai secolului XX. În aceste studii a fost demonstrată similitudinea unui număr de parametri anatomici ai supapelor porcine și umane, spre deosebire de alte rădăcini aortice xenogene. În particular, s-a arătat că valvele coronariene și stângi coronariene umane au fost, respectiv, cele mai mari și mai mici. În același timp, sinusul coronarian drept în supapa de porc a fost cel mai mare, iar sinusul non-coronarian a fost cel mai mic. În același timp, au fost descrise pentru prima dată diferențe în structura anatomică a sinusului coronarian drept al valvei aortice porcine și umane. În legătură cu dezvoltarea chirurgiei plastice reconstructive și înlocuirea valvei aortice cu înlocuitori biologici fără rame, studiile anatomice ale valvei aortice au fost reluate în ultimii ani.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Supapă aortică umană și supapă de porc aortică

A fost realizat un studiu comparativ al structurii valvei aortice umane și al supapei aortice de porc ca un potențial xenogref. Sa demonstrat că valvele xenogeneice au un profil relativ scăzut și în majoritatea cazurilor (80%) sunt asimetrice datorită dimensiunii mai mici a sinusului lor non-coronar. Asimetria moderată a valvei aortice umane se datorează mărimii mai mici a sinusului coronar stâng și nu este atât de pronunțată.

Valva aortică de porc, spre deosebire de cea umană, nu are un inel fibros, iar sinusurile sale nu controlează direct baza supapelor. Aripile de porc sunt atașate prin baza lor semilunară direct la baza supapei, deoarece nu există un inel fibros adevărat în supapele de porc. Bazele sinusurilor și supapelor xenogeneice sunt atașate la părțile fibroase și / sau fibroase-musculoase ale bazei supapei. De exemplu, baza non-coronarian și cuspidele coronare stângi sub valva porcin sub formă de foi diverg (fibrosa și ventnculans) sunt atașate la supapa de bază fibros. Cu alte cuvinte, supapele care formează supapa aortică de porc nu aderă direct la sinusuri, ca în rădăcinile aortice alogene. Între ele este porțiunea distală a bazei valvei, care, în direcția longitudinală (de-a lungul axei valvei) în punctul cel mai apropiat al sinusului coronarian și non-coronariene stângi este, în medie, 4,6 ± 2,2 mm și sinusul coronar dreapta - 8,1 ± 2,8 mm. Aceasta este o diferență importantă și semnificativă între supapa de porc și supapa umană.

Introducerea musculară a conului aortic al ventriculului stâng de-a lungul axei din rădăcina porcină a aortei este mult mai semnificativă decât în rădăcina alogenă. La porci, este introducerea valvelor formate pe bază de prospect coronară dreaptă același nume și sinusurilor și, într-o mai mică măsură, baza segmentelor adiacente ale cuspidelor coronariene și non-coronariene stângi. În supapele alogene, această injectare creează doar suport pentru bază, în principal, sinusul coronar drept și, într-o măsură mai mică, sinusul coronarian stâng.

Analiza dimensiunilor și a proporțiilor geometrice ale elementelor individuale ale valvei aortice, în funcție de presiunea intraortică, a fost utilizată frecvent în anatomia funcțională. În acest scop diferit rădăcină de umplere aortice materiale solidificate (cauciuc, parafină, cauciuc siliconic, materiale plastice și altele.) Și produc stabilizarea structurală mijloace chimice sau criogenice la presiuni diferite. Impresiile rezultate sau rădăcinile aortice structurate au fost studiate prin metoda morfometrică. Această abordare a studiului valvei aortice a făcut posibilă stabilirea unor modele de funcționare a acesteia.

Experimentele in vitro și in vivo au arătat că rădăcina aortei este o structură dinamică și majoritatea parametrilor geometrici se modifică în timpul ciclului cardiac, în funcție de presiunea din aorta și ventriculul stâng. În alte studii sa demonstrat că funcția supapelor este în mare măsură determinată de elasticitatea și extensibilitatea rădăcinii aortei. Vortexul mișcărilor sanguine în sinusuri a fost atribuit un rol important în deschiderea și închiderea supapelor.

Investigarea dinamicii parametrilor geometrici ai valvei aortice a fost realizată la animale experimentale prin metode kinoangiografii ridicate, cinematografie și kineradiografii, precum și la indivizii sănătoși folosind cineangiocardiography. Aceste studii au făcut posibilă evaluarea cu exactitate a dinamicii multor elemente ale rădăcinii aortei și evaluarea probabilă a dinamicii formei și profilului supapei în timpul ciclului cardiac. În special, sa demonstrat că extinderea sistolodiastolică a compusului sinotubular este de 16-17% și este strâns corelată cu presiunea arterială. Diametrul joncțiunii sinotubular atinge un maxim la presiunea sistolică maximă în ventriculul stâng, facilitând astfel deschiderea supapelor datorită diferențelor comisuri spre exterior și apoi descrește după închiderea valvelor. Diametrul joncțiunii sinotubulare atinge valorile minime la sfârșitul fazei de relaxare izovolitică a ventriculului stâng și începe să crească în diastol. Barele comisurale și joncțiunea sinotubulară, datorită flexibilității lor, participă la distribuția stresului maxim în clapete după ce sunt închise în timpul perioadei de creștere rapidă a gradientului de presiune transvalvular invers. Au fost de asemenea dezvoltate modele matematice pentru a explica mișcarea pliantelor în timpul deschiderii și închiderii lor. Cu toate acestea, datele modelării matematice nu au fost în mare parte de acord cu datele experimentale.

Dinamica bazei valvulei aortice afectează funcționarea normală a clapetelor valvei sau o bioproteză implantată fără rame. Acesta arată perimetrul de bază supapă (câini și oi) a atins o valoare maximă la începutul sistolei a scăzut în timpul sistolei și a fost minim la capătul său. În timpul diastolului, perimetrul valvei a crescut. Baza valvei aortice, de asemenea, capabil să asimetrică ciclic schimba dimensiunea datorită contracției porțiunii musculare ventrikuloaortalnogo compus (triunghiuri mezhstvorchatyh între dreapta și sinusurile coronare stângi, precum și bazele sinusul coronar stâng și drept). În plus, a fost detectată forfecarea și torsiunea rădăcinii aortei. Cea mai mare deformare de torsiune observată în pilonul comisural dintre non-coronariană și sinusul coronarian stânga, iar cea minimă - dintre non-coronariene și dreptul coronarian. Implantarea bioproteză frameless cu baza semirigid poate schimba pliabilitatea rădăcinii aortei la deformări torsionale, care va transfera deformarea torsionare formarea sino-tubulare compozit rădăcinii aortice compus și distortsiey flapsuri bioproteză.

Un studiu al biomecanicii normale ale valvei aortice la persoanele tinere (în medie 21,6 ani), prin ecocardiografie transesofagiană cu prelucrarea computerizată ulterioară a video (120 de cadre pe secundă) și analiza dinamicii caracteristicilor geometrice ale elementelor valvei aortice ca funcție de timp și fazele ciclului cardiac. Sa demonstrat că în timpul sistolei variază semnificativ zona de deschidere a supapei, unghiul de înclinare radială a bazei clapetei valvei, diametrul bazei supapei și lungimea radială a clapelor. Diametrul joncțiunii sinotubulare, lungimea circumferinței marginii libere a cercevelei și înălțimea sinusului sunt mai puțin afectate.

Astfel, lungimea radială a supapei a fost maximă în faza diastolică a reducerii isovolitice a presiunii intraventriculare și a minimului - în faza sistolică a exilului redus. Distanta sistemica radiala a frunzei a fost, in medie, de 63,2 ± 1,3%. Valva a fost mai lungă în diastol cu un gradient diastolic înalt și mai scurtă în faza fluxului sanguin redus, când gradientul sistolic a fost aproape de zero. Circumferința distensiei sistolice și diastolice a supapei și a joncțiunii sinotubulare a fost de 32,0 ± 2,0% și, respectiv, de 14,1 ± 1,4%. Unghiul radial al înclinării clapei la baza supapei a variat, în medie, de la 22 la diastol la 93 ° în sistol.

Mișcarea sistolică a supapelor care formează supapa aortică a fost împărțită convențional în cinci perioade:

1. perioada de pregătire a căzut pe faza creșterii isovoluminale a presiunii intraventriculare; supapele au fost îndreptate, oarecum mai scurte în direcția radială, lățimea zonei de coaptare a scăzut, unghiul a crescut, în medie, de la 22 ° la 60 °;
2. perioada de deschidere rapidă a supapelor a durat 20-25 ms; cu începutul expulzării sângelui la baza supapelor, a fost formată o undă de inversiune care sa răspândit rapid radial pe corpul supapelor și pe marginea lor liberă;
3. Vârful deschiderii supapelor a fost în prima fază a expulzării maxime; în această perioadă, muchiile libere ale foilelor au fost îndoite cât mai mult posibil față de sine, forma deschiderii supapei a atins apropierea cercului, iar în profil, supapa a semănat cu forma unui con contor răsturnat;
4. perioada de deschidere relativ stabilă a supapelor a căzut la a doua fază a expulzării maxime, marginile libere ale clapetelor îndreptate de-a lungul axei fluxului, supapa a luat forma unui cilindru și clapeta a fost acoperită treptat; La sfârșitul acestei perioade, forma deschiderii supapei a devenit triunghiulară;
5. Perioada de închidere rapidă a supapei a coincis cu faza exilului redus. La baza clapelor formate inversare val, tracțiune obloane slimmed jos în direcția radială, ceea ce a condus la închiderea acestora la începutul ventricular zonei de margine koaptatsii, și apoi - la închiderea completă a supapelor.

Deformările maxime ale elementelor rădăcinii aortice au avut loc în perioadele de deschidere și închidere rapidă a supapei. Cu o schimbare rapidă în forma supapelor care formează supapa aortică, în acestea pot apărea tensiuni înalte, ceea ce poate duce la modificări degenerative ale țesutului.

Mecanismul clapetelor de deschidere și închidere pentru a forma, respectiv, o inversare val și reversia, precum și creșterea unghiului radial al canatului la valva situată într-o fază de creștere a presiunii izovolumetrică in interiorul ventriculului poate fi atribuita mecanismelor amortizorului rădăcinii aortice, reducând deformarea și stresul ale valvulelor supapelor.