Valvole cardiache

Le valvole tricuspide e polmonare del cuore regolano il flusso sanguigno dai tessuti ai polmoni per l'arricchimento di ossigeno, mentre le valvole mitrale e aortica del cuore sinistro controllano il flusso sanguigno arterioso verso organi e tessuti. Le valvole aortica e polmonare sono rispettivamente le valvole di scarico del ventricolo sinistro e destro. Le valvole mitrale e tricuspide del cuore sono le valvole di scarico dell'atrio sinistro e destro e allo stesso tempo le valvole di ingresso del ventricolo sinistro e destro, rispettivamente. Le valvole aortica e polmonare del cuore sono aperte durante la fase di contrazione dei ventricoli (sistole) e chiuse durante la fase di rilassamento dei ventricoli (diastole). Durante le fasi di contrazione e rilassamento isovolumetrico, tutte e quattro le valvole sono chiuse. Le valvole polmonare e tricuspide del cuore chiuse possono sopportare una pressione di 30 mm Hg, l'aortica circa 100 mm Hg e la mitrale fino a 150 mm Hg. L'aumento del carico sulle valvole cardiache sinistre ne determina una maggiore suscettibilità alle patologie. L'emodinamica può svolgere un ruolo importante nello sviluppo di patologie valvolari.

Le valvole aortiche del cuore si aprono all'inizio della contrazione sistolica del ventricolo sinistro e si chiudono prima del rilassamento diastolico del ventricolo. La sistole inizia al momento dell'apertura della valvola aortica (20-30 ms) e dura circa 1/3 del ciclo cardiaco. Il flusso sanguigno attraverso le valvole cardiache aumenta rapidamente e raggiunge la sua velocità massima nel primo terzo della sistole, dopo la completa apertura delle cuspidi. L'inibizione del flusso sanguigno attraverso le valvole cardiache avviene più lentamente. Il gradiente di pressione inverso inibisce il flusso di parete a bassa velocità con la formazione di un reflusso nei seni paranasali. Durante la sistole, la differenza di pressione diretta, sotto l'azione della quale il sangue si muove attraverso le valvole aortiche del cuore, non supera diversi mmHg, mentre la differenza di pressione inversa sulla valvola raggiunge normalmente gli 80 mmHg. Le valvole cardiache si chiudono al termine della fase di decelerazione del flusso con la formazione di un reflusso insignificante. Tutte le valvole cardiache sono chiuse durante le fasi di contrazione e rilassamento isovolumetrico. Le valvole aortiche del cuore cambiano dimensione e forma durante il ciclo di contrazione del cuore, principalmente in direzione dell'asse aortico. Il perimetro dell'anello fibroso raggiunge un minimo alla fine della sistole e un massimo alla fine della diastole. Studi sui cani hanno mostrato una variazione del 20% del perimetro a una pressione aortica di 120/80 mm Hg. Durante la sistole, si forma un vortice di liquido nei seni paranasali. I vortici contribuiscono alla chiusura rapida ed efficace delle valvole. Il volume del flusso inverso è il 5% del flusso diretto. In un organismo sano, sotto l'influenza di una differenza di pressione diretta, la velocità del flusso sanguigno aumenta rapidamente fino a valori di 1,4 ± 0,4 m/s. Nei bambini, si osservano velocità ancora più elevate: 1,5 ± 0,3 m/s. Alla fine della sistole, si verifica un breve periodo di flusso sanguigno inverso, che viene registrato con il metodo Doppler ecografico. La fonte del flusso inverso può essere l'effettivo flusso inverso del sangue attraverso l'orifizio della valvola durante la fase di chiusura delle cuspidi oppure il movimento delle cuspidi già chiuse verso il ventricolo sinistro.

Il profilo di velocità nel piano dell'anello fibroso è uniforme, ma con una leggera pendenza verso la parete settale. Inoltre, il flusso sanguigno sistolico attraverso le valvole aortiche del cuore mantiene il carattere spirale tipico del ventricolo sinistro. La rotazione del flusso sanguigno nell'aorta (0-10°) elimina la formazione di zone stagnanti, aumenta la pressione in prossimità delle pareti, facilitando una raccolta più efficace del sangue nei vasi in uscita e previene danni alle cellule del sangue dovuti al flusso ininterrotto. Le opinioni sulla direzione di rotazione del flusso sanguigno nell'aorta ascendente sono ambigue. Alcuni autori hanno indicato la rotazione antioraria del flusso sanguigno sistolico attraverso le valvole aortiche del cuore, se si osserva il flusso lungo il percorso, altri la indicano nella direzione opposta, altri ancora non menzionano affatto il carattere spirale dell'eiezione sistolica del sangue, e altri ancora sono propensi a ipotizzare l'origine del flusso vorticoso nell'arco aortico. La natura instabile e, in alcuni casi, multidirezionale della rotazione del flusso sanguigno nell'aorta ascendente e nel suo arco è apparentemente associata alle singole caratteristiche morfofunzionali della sezione di sbocco del ventricolo sinistro, delle strutture aortiche, dei seni di Valsalva e della parete aortica.

Il flusso sanguigno attraverso le valvole polmonari del cuore è vicino a quello aortico, ma di entità significativamente inferiore. In un organismo adulto sano, la velocità raggiunge 0,8±0,2 m/s, in un bambino 0,9±0,2 m/s. Dietro le strutture polmonari si osserva anche un vortice di flusso, che si dirige in senso antiorario nella fase di accelerazione del flusso sanguigno.

Il rilassamento del ventricolo è seguito dalla decelerazione del flusso sanguigno e dalla parziale chiusura delle strutture mitrali. Durante la contrazione dell'atrio, la velocità dell'onda A è solitamente inferiore a quella dell'onda E. Gli studi iniziali miravano a spiegare il meccanismo di chiusura della valvola mitrale. B.J. Bellhouse (1972) fu il primo a suggerire che i vortici formatisi dietro le cuspidi durante il riempimento ventricolare contribuissero alla parziale chiusura delle cuspidi. Studi sperimentali hanno confermato che, senza la formazione di ampi vortici dietro le cuspidi, le strutture mitrali rimarrebbero aperte fino all'inizio della contrazione ventricolare, e la sua chiusura sarebbe accompagnata da un significativo rigurgito. J. Reul et al. (1981) hanno scoperto che la caduta di pressione inversa nella mesodiastole del ventricolo determina non solo la decelerazione del fluido, ma anche la chiusura iniziale delle cuspidi. Pertanto, il coinvolgimento dei vortici nel meccanismo di chiusura delle cuspidi si riferisce all'inizio della diastole. EL Yellin et al. (1981) hanno chiarito che il meccanismo di chiusura è influenzato dall'effetto combinato della tensione cordale, dell'inibizione del flusso e dei vortici ventricolari.

Il flusso ematico diastolico dall'atrio sinistro, attraverso le strutture mitrali, verso il ventricolo sinistro, presenta un moto vorticoso in senso orario se osservato a valle. I moderni studi di risonanza magnetica per immagini del campo di velocità spaziale nel ventricolo sinistro rivelano un moto vorticoso del sangue sia durante la fase di chiusura delle cuspidi che durante la fase di contrazione atriale. Il moto vorticoso del flusso è determinato dall'apporto ematico tangenziale dalle vene polmonari alla cavità atriale sinistra, nonché dalla direzione del flusso ematico dal lembo anteriore della valvola mitrale verso le trabecole spirali della parete interna del ventricolo sinistro. È opportuno porsi la domanda: qual è il significato di questo fenomeno, il moto vorticoso del sangue nel ventricolo sinistro del cuore e nell'aorta? In un flusso vorticoso, la pressione sulle pareti del ventricolo sinistro supera la pressione sul suo asse, il che contribuisce allo stiramento delle sue pareti durante il periodo di aumento della pressione intraventricolare, all'inclusione del meccanismo di Frank-Starling nel processo e a una sistole più efficace. Il flusso vorticoso intensifica la miscelazione dei volumi di sangue, saturi di ossigeno con quelli depleti. L'aumento di pressione in prossimità delle pareti del ventricolo sinistro, il cui valore massimo si verifica nella fase finale della diastole, crea forze aggiuntive sulle cuspidi della valvola mitrale e ne favorisce la rapida chiusura. Dopo la chiusura della valvola mitrale, il sangue continua il suo movimento rotatorio. Il ventricolo sinistro in sistole cambia solo la direzione del movimento in avanti del sangue, senza modificare la direzione del movimento rotatorio; pertanto, il segno del vortice cambia in senso opposto, se continuiamo a guardare lungo il flusso.

Il profilo di velocità della valvola tricuspide è simile a quello della valvola mitrale, ma la velocità è inferiore perché l'area di passaggio di tale valvola è maggiore. Le valvole tricuspidi del cuore si aprono prima della valvola mitrale e si chiudono dopo.

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