Valvola aortica

La valvola aortica è considerato il più studiato da tempo è descritto, a partire da Leonardo da Vinci (1513) e di Valsalva (1740), e molte volte, soprattutto durante la seconda metà del XX secolo. Allo stesso tempo, gli studi degli anni passati erano principalmente descrittivi o, più raramente, comparativi. Iniziano con J Zimmerman (1969), in cui propose a considerare la "funzione valvolare come estensione della sua struttura", la maggior parte della ricerca è stato di indossare un carattere morfo-funzionale. Questo approccio allo studio funzione della valvola aortica, attraverso lo studio della sua struttura è, in una certa misura, a causa di difficoltà metodologiche delle indagini direttamente biomeccanica della valvola aortica negli studi generali dell'anatomia funzionale possibile determinare i confini morfologiche e funzionali della valvola aortica, per chiarire la terminologia e studiare in larga misura la sua funzione.

A causa di questi studi, la valvola aortica è stata generalmente intesa come un'unica struttura anatomica e funzionale correlata sia all'aorta che al ventricolo sinistro.

Secondo viste presenti, la valvola aortica è la struttura grosso del imbuto o forma cilindrica costituito da tre seni, tre triangoli mezhstvorchatyh Henle, tre cuspidi semilunari e l'anello fibroso, prossimale e confini distali delle quali, rispettivamente, ventrikuloaortalnoe e la giunzione seno-tubulare.

Il termine "complesso valvolare-aortico" è usato meno comunemente. In senso stretto, la valvola aortica è talvolta intesa come un elemento di blocco costituito da tre valvole, tre commissure e un anello fibroso.

Dal punto di vista della meccanica generale, la valvola aortica è considerata come una struttura composita costituita da un forte scheletro fibroso (forza) e da elementi di guscio relativamente sottili (pareti sinusali e fusciacche) collocati su di esso. Le deformazioni e gli spostamenti di questo scheletro si verificano sotto l'azione delle forze interne che sorgono nei gusci fissati su di esso. La struttura, a sua volta, determina le deformazioni e i movimenti degli elementi della shell. Il quadro è costituito principalmente da fibre di collagene strettamente imballate. Questo design della valvola aortica determina la longevità della sua funzione.

I seni della Valsalva sono una parte ingrandita dell'aorta iniziale, delimitata prossimalmente dal corrispondente segmento dell'anello fibroso e della valvola, e distalmente dalla giunzione sinotubulare. I seni sono chiamati in base alle arterie coronarie in via di destra coronarie, a sinistra coronarie e non coronarie. La parete dei seni è più sottile della parete aortica e consiste solo di intima e media, un po 'ispessita da fibre di collagene. Allo stesso tempo, la quantità di fibre di elastina diminuisce nella parete del seno, e il collageno aumenta nella direzione dalla giunzione sinotubolare a quella ventricolare. Le fibre di collagene denso sono localizzate prevalentemente sulla superficie esterna dei seni e sono orientate nella direzione circonferenziale, e nello spazio sottocomitato prendono parte alla formazione di triangoli interstiziali che sostengono la forma della valvola. Il ruolo principale dei seni è ridistribuire la tensione tra le valvole e i seni nella diastole e stabilire la posizione di equilibrio delle valvole alla sistole. I seni sono divisi al livello della loro base da triangoli interstiziali.

Scheletro fibroso che costituisce la valvola aortica è una struttura spaziale unitaria forti elementi filiformi aortici lembi di base radice anulus aste commissurali (colonne) e la giunzione seno-tubulare. Giunzione seno-tubulare (anello arco o arco comb) - waveform connessione anatomica tra i seni e dell'aorta ascendente.

L'articolazione ventriculoaortica (anello della base della valvola) è una connessione anatomica arrotondata tra la sezione di uscita del ventricolo sinistro e l'aorta, che è una struttura fibrosa e muscolare. Nella letteratura straniera in chirurgia, l'articolazione ventriculoortica viene spesso definita "anello aortico". Il composto ventriculoaortale si forma, in media, del 45-47% dal miocardio del cono arterioso del ventricolo sinistro.

La commessura è una linea che collega (connette) lembi adiacenti con i suoi margini prossimali periferici sulla superficie interna del segmento distale della radice dell'aorta ed estende la sua estremità distale alla giunzione sinotubulare. Le aste commissurali (i montanti) sono i punti di fissazione della commissura sulla superficie interna della radice dell'aorta. Le colonne commissurali sono l'estensione distale dei tre segmenti dell'anello fibroso.

I triangoli intersecantisi di Henle sono componenti fibrosi o fibro-muscolari della radice aortica e sono situati prossimalmente alla commissura tra i segmenti adiacenti dell'anello fibroso e le corrispondenti valvole. I triangoli anatomicamente interstiziali fanno parte dell'aorta, ma funzionalmente forniscono percorsi di uscita dal ventricolo sinistro e sono influenzati dall'emodinamica ventricolare e non dall'aorta. I triangoli interstiziali svolgono un ruolo importante nella funzione biomeccanica della valvola, consentendo ai seni di funzionare in modo relativamente indipendente, unendoli e supportando una singola geometria della radice dell'aorta. Se i triangoli sono piccoli o asimmetrici, si verifica uno stretto anello fibroso o la distorsione della valvola con conseguente interruzione della funzione delle valvole. Questa situazione può essere osservata con la valvola bicuspide dell'aorta.

La valvola è l'elemento di chiusura della valvola, il suo margine prossimale che si estende dalla parte semilunulare dell'anello fibroso, che è una struttura di collagene denso. La valvola è costituita dal corpo (la parte principale che viene caricata), dalla superficie del battesimo (chiusura) e dalla base. I bordi liberi di lembi adiacenti nella posizione chiusa formano una zona di coaptazione che si estende dalla commessura al centro della falda. La forma triangolare addensata della parte centrale della zona di coaptazione della valvola era chiamata nodo di Aranzi.

La foglia che forma la valvola aortica è costituita da tre strati (aortico, ventricolare e spugnoso) ed è ricoperta esternamente con uno strato endoteliale sottile. Strati rivolti verso l'aorta (fibrosa), contengono principalmente fibre di collagene orientate nella direzione circonferenziale sotto forma di fasci e trefoli e una piccola quantità di fibre di elastina. Nella zona di coaptation del bordo libero della foglia, questo strato è presente come fasci separati. I fasci di collagene in questa zona sono "sospesi" tra le colonne commissurali con un angolo di circa 125 ° rispetto alla parete aortica. Nel corpo del fascio, questi fasci si muovono ad un angolo di circa 45 ° dall'anello fibroso a forma di mezza ellisse e terminano sul lato opposto. Questo orientamento "" forza 'e fasci bordi del foglio in forma di un' ponte sospeso "destinato a trasferire carichi di pressione in diastole con alette sui seni e scheletro fibroso che costituisce la valvola aortica.

Nel lembo scaricato, i fasci fibrosi sono in uno stato contratto sotto forma di linee ondulate disposte in una direzione circonferenziale ad una distanza di circa 1 mm l'una dall'altra. Le fibre di collagene che costituiscono i fasci nella foglia distesa hanno anche una struttura ondulata con un periodo d'onda di circa 20 um. Quando viene applicato il carico, queste onde si raddrizzano, consentendo al tessuto di allungarsi. Le fibre completamente raddrizzate diventano inestensibili. Le pieghe delle travi di collagene si raddrizzano facilmente con un leggero carico della foglia. Questi raggi sono chiaramente visibili nello stato caricato e nella luce trasmessa.

La costanza delle proporzioni geometriche degli elementi della radice dell'aorta è stata studiata dal metodo dell'anatomia funzionale. In particolare, è stato trovato che il rapporto tra i diametri dell'articolazione sinotubulare e la base della valvola è costante ed è 0,8-0,9. Questo è vero per i complessi valvolare-aortici di persone giovani e di mezza età.

Con l'età, si verificano processi qualitativi di struttura anormale della parete aortica, accompagnata da una diminuzione della sua elasticità e dallo sviluppo della calcificazione. Ciò porta, da un lato, alla sua graduale espansione e, dall'altro, a una diminuzione dell'elasticità. Le variazioni delle proporzioni geometriche e una diminuzione della dilatabilità della valvola aortica si verificano all'età di oltre 50-60 anni, che è accompagnata da una diminuzione dell'area di apertura delle valvole e da un deterioramento delle caratteristiche funzionali della valvola nel suo insieme. Le caratteristiche anatomiche e funzionali legate all'età della radice aortica dei pazienti devono essere prese in considerazione quando si impiantano sostituti biologici frameless nella posizione aortica.

Un confronto della struttura di una tale educazione come la valvola aortica dell'uomo e dei mammiferi è stata eseguita alla fine degli anni '60 del XX secolo. In questi studi è stata mostrata la somiglianza di un certo numero di parametri anatomici delle valvole porcina e umana, a differenza di altre radici aortiche xenogeniche. In particolare, è stato dimostrato che le valvole umane non coronarie e sinusali del seno sinistro erano, rispettivamente, le più grandi e le più piccole. Allo stesso tempo, il seno coronarico destro nella valvola del maiale era il più grande e il seno non coronarico era il più piccolo. Allo stesso tempo, le differenze nella struttura anatomica del seno coronarico destro del porcino e della valvola aortica umana sono state descritte per la prima volta. In connessione con lo sviluppo della chirurgia plastica ricostruttiva e la sostituzione della valvola aortica con sostituti biologici frameless, gli studi anatomici della valvola aortica sono ripresi negli ultimi anni.

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Valvola aortica umana e valvola aortica suina

È stato condotto uno studio comparativo sulla struttura della valvola aortica umana e sulla valvola aortica del maiale come potenziale xenotrapianto. È stato dimostrato che le valvole xenogeniche hanno un profilo relativamente basso e nella maggior parte dei casi (80%) sono asimmetriche a causa delle dimensioni più piccole del loro seno non coronarico. L'asimmetria moderata della valvola aortica umana è dovuta alla minore dimensione del suo seno coronarico sinistro e non è così pronunciata.

La valvola aortica del maiale, a differenza dell'umano, non ha un anello fibroso e i suoi seni non si contrappongono direttamente alla base delle valvole. Le ali di maiale sono attaccate dalla loro base semilunare direttamente alla base della valvola, poiché non c'è un vero anello fibroso nelle valvole del maiale. Le basi dei seni e delle valvole xenogeniche sono attaccate alle parti fibrose e / o fibrose della base valvolare. Ad esempio, la base del non-coronarica e le cuspidi coronaria sinistra valvole porcine in forma di fogli divergenti (fibrosa e ventnculans) sono attaccati alla valvola di base fibrosa. In altre parole, le valvole che formano la valvola aortica del maiale non aderiscono direttamente ai seni, come nelle radici aortiche allogeniche. Tra loro è la porzione distale della base valvola, che nella direzione longitudinale (lungo l'asse della valvola) nel punto più prossimale del seno coronarico e non coronarica sinistra è, in media, 4,6 ± 2,2 mm e il seno coronarico destra - 8,1 ± 2,8 mm. Questa è una differenza importante e significativa tra la valvola di suino e la valvola umana.

L'inserimento muscolare del cono aortico del ventricolo sinistro lungo l'asse nella radice porcina dell'aorta è molto più significativo rispetto alla radice allogenica. Nelle valvole porcine, questo impianto formava la base della valvola coronarica destra e il seno dello stesso nome, e in misura minore la base dei segmenti adiacenti delle valvole coronarie e non coronarie di sinistra. Nelle valvole allogeniche, questa iniezione crea solo supporto alla base, principalmente il seno coronarico destro e, in misura minore, il seno coronarico sinistro.

L'analisi delle dimensioni e delle proporzioni geometriche dei singoli elementi della valvola aortica, a seconda della pressione intraortica, è stata usata frequentemente nell'anatomia funzionale. A questo scopo diverso radice aortica riempimento solidificato materiali (gomma, paraffina, gomma di silicone, plastica ed altri.) E produrre la sua stabilizzazione strutturale di mezzi chimici o criogenici a pressioni diverse. Le impressioni risultanti o le radici aortiche strutturate sono state studiate con il metodo morfometrico. Questo approccio allo studio della valvola aortica ha permesso di stabilire alcuni modelli del suo funzionamento.

Esperimenti in vitro e in vivo, è stato dimostrato che la radice dell'aorta è una struttura dinamica e la maggior parte dei suoi parametri geometrici cambia durante il ciclo cardiaco, a seconda della pressione nell'aorta e nel ventricolo sinistro. In altri studi, è stato dimostrato che la funzione delle valvole è in gran parte determinata dall'elasticità e dall'estensibilità della radice dell'aorta. I movimenti del sangue del vortex nei seni sono stati assegnati un ruolo importante nell'apertura e chiusura delle valvole.

Lo studio della dinamica dei parametri geometrici della valvola aortica è stato effettuato in un esperimento su animali utilizzando i metodi dell'angiografia cinematografica ad alta velocità, cinematografia e cinodografia, nonché in individui sani con l'aiuto della kinangiocardiografia. Questi studi hanno permesso di valutare con precisione la dinamica di molti elementi della radice dell'aorta e solo presumibilmente valutare la dinamica della forma e del profilo della valvola durante il ciclo cardiaco. In particolare, è stato dimostrato che l'espansione sistolodosolica del composto sinotubulare è del 16-17% ed è strettamente correlata alla pressione arteriosa. Il diametro della giunzione sinotubulare raggiunge un massimo alla pressione sistolica di picco nel ventricolo sinistro, facilitando in tal modo l'apertura delle valvole a causa di differenze commissure verso l'esterno, e quindi diminuisce dopo la chiusura delle valvole. Il diametro della giunzione sinotubulare raggiunge i suoi valori minimi alla fine della fase di rilassamento isovolitico del ventricolo sinistro e inizia ad aumentare nella diastole. Le barre commissurali e la giunzione sinotubulare, grazie alla loro flessibilità, partecipano alla distribuzione della tensione massima nei lembi dopo che sono stati chiusi durante il periodo di rapida crescita del gradiente di pressione transvalvolare inversa. Sono stati anche sviluppati modelli matematici per spiegare il movimento dei volantini durante la loro apertura e chiusura. Tuttavia, i dati della modellizzazione matematica non erano in gran parte in accordo con i dati sperimentali.

La dinamica della base della valvola aortica influenza il normale funzionamento dei lembi valvolari o una bioprotesi impiantata senza telaio. Essa mostra il perimetro di base della valvola (cani e pecore) ha raggiunto un valore massimo all'inizio della sistole diminuisce durante la sistole e era minimo nella sua estremità. Durante la diastole, il perimetro della valvola è aumentato. La base della valvola aortica anche in grado di asimmetrica ciclico cambia la sua dimensione a causa della contrazione della porzione di muscolo ventrikuloaortalnogo composto (triangoli mezhstvorchatyh tra destra e sinistra seni coronarici, e le basi del seno coronarico sinistra e destra). Inoltre, sono stati rilevati tosatura e torsione della radice dell'aorta. La maggiore deformazione torsionale osservato nel pilastro commissurale tra il non coronarica e il seno coronarico sinistro, e il minimo - tra la mancata coronarica e coronaria destra. Impiantazione bioprotesi frameless con la base semirigida può cambiare la duttilità della radice aortica a deformazioni torsionali, che trasferirà la deformazione torsionale sulla formazione delle radici sino-tubolare composito composto aortica e distortsiey lembi bioprotesi.

Uno studio di normale biomeccanica della valvola aortica in individui giovani (media 21,6 anni) mediante ecocardiografia transesofagea con successiva elaborazione del computer del video (120 fotogrammi al secondo) e l'analisi dinamica delle caratteristiche geometriche degli elementi della valvola aortica in funzione del tempo e delle fasi del ciclo cardiaco. È stato dimostrato che durante la sistole varia significativamente l'area di apertura della valvola, l'angolo di inclinazione radiale della base aletta di valvola, il diametro della base della valvola e la lunghezza radiale delle alette. Il diametro della giunzione sinotubulare, la lunghezza circonferenziale del bordo libero dell'anta e l'altezza del seno sono meno colpiti.

Pertanto, la lunghezza radiale della valvola era massima nella fase diastolica della riduzione isovolitica della pressione intraventricolare e il minimo - nella fase sistolica dell'esilio ridotto. Il tratto sistolico-sistolico radiale dell'ala era, in media, 63,2 ± 1,3%. La valvola era più lunga in diastole con un alto gradiente diastolico e più corta nella fase del flusso sanguigno ridotto, quando il gradiente sistolico era vicino allo zero. La circonferenza della distorsione sistolica e diastolica della valvola e della giunzione sinotubulare era rispettivamente del 32,0 ± 2,0% e del 14,1 ± 1,4%. L'angolo radiale dell'inclinazione del lembo alla base della valvola variava, in media, da 22 a diastole a 93 ° in sistole.

Il movimento sistolico delle valvole che formano la valvola aortica è stato suddiviso convenzionalmente in cinque periodi:

1. il periodo preparatorio è caduto sulla fase dell'aumento isovoluminale della pressione intraventricolare; le valvole erano raddrizzate, un po 'più corte nella direzione radiale, la larghezza della zona di coaptazione diminuiva, l'angolo aumentava, in media, da 22 ° a 60 °;
2. il periodo di apertura rapida delle valvole è durato 20-25 ms; con l'inizio dell'espulsione di sangue alla base delle valvole, si formò un'onda di inversione che si diffuse rapidamente radialmente al corpo delle valvole e oltre ai loro bordi liberi;
3. Il picco dell'apertura delle valvole era nella prima fase di massima espulsione; Durante questo periodo, i bordi liberi delle foglioline si piegavano il più possibile verso i seni, la forma dell'apertura della valvola si avvicinava al cerchio e nel profilo la valvola assomigliava alla forma di un cono rovesciato troncato;
4. il periodo di apertura relativamente stabile delle valvole cadde nella seconda fase di massima espulsione, i bordi liberi delle falde si raddrizzarono lungo l'asse del flusso, la valvola prese la forma di un cilindro e le falde si coprirono gradualmente; Alla fine di questo periodo, la forma dell'apertura della valvola divenne triangolare;
5. Il periodo di chiusura rapida della valvola coincide con la fase di esilio ridotto. Alla base delle alette formate inversione onda, trazione persiane semplificate in direzione radiale, che ha portato alla loro chiusura, all'inizio della zona di bordo ventricolare koaptatsii, e poi - alla completa chiusura delle valvole.

Le deformazioni massime degli elementi della radice aortica si sono verificate durante i periodi di rapida apertura e chiusura della valvola. Con un rapido cambiamento nella forma delle valvole che formano la valvola aortica, possono insorgere tensioni elevate che possono portare a cambiamenti degenerativi nel tessuto.

Il meccanismo di apertura e di chiusura lembi per formare, rispettivamente, un'inversione onda e reversione, così come l'aumento angolo radiale dell'anta alla valvola di fondo in una fase di aumento della pressione isovolumetrico all'interno del ventricolo può essere attribuito ai meccanismi ammortizzatori radice aortica, riducendo la deformazione e lo stress dei veli valvolari.