Válvula aórtica

Se considera que la válvula aórtica el más estudiado, ya que se describe un largo tiempo, a partir de Leonardo da Vinci (1513) y Valsalva (1740), y muchas veces, especialmente durante la segunda mitad del siglo XX. Al mismo tiempo, los estudios de años pasados fueron principalmente descriptivos o, más raramente, comparativos. Comenzando con J Zimmerman (1969), en el que propuso considerar la "función de la válvula como una extensión de su estructura", la mayor parte de la investigación fue la de usar un carácter morfo-funcional. Este enfoque para el estudio de la función de la válvula aórtica, a través del estudio de su estructura era, en cierta medida, debido a las dificultades metodológicas de investigar directamente la biomecánica de la válvula aórtica en los estudios generales de la anatomía funcional posible determinar los límites morfológicas y funcionales de la válvula aórtica, para aclarar la terminología y para estudiar en gran medida su función.

Debido a estos estudios, la válvula aórtica se ha entendido ampliamente como una única estructura anatómica y funcional relacionada con la aorta y el ventrículo izquierdo.

De acuerdo con puntos de vista actuales, la válvula aórtica es la estructura mayor del embudo o forma cilíndrica que consta de tres senos, tres triángulos mezhstvorchatyh Henle, tres cúspides semilunares y el anillo fibroso, el proximal y límites distales de los cuales son, respectivamente, ventrikuloaortalnoe y la unión sinotubular.

El término "complejo válvula-aórtica" se usa con menos frecuencia. En el sentido estricto, a veces se entiende la válvula aórtica como un elemento de bloqueo que consta de tres válvulas, tres comisuras y un anillo fibroso.

Desde el punto de vista de la mecánica general, la válvula aórtica se considera como una estructura compuesta que consiste en un esqueleto fibroso (fuerza) fuerte y elementos de caparazón relativamente delgados (paredes sinusoidales y de hoja) colocadas sobre él. Las deformaciones y los desplazamientos de este esqueleto ocurren bajo la acción de fuerzas internas que surgen en los proyectiles fijados en él. El marco, a su vez, determina las deformaciones y movimientos de los elementos de la carcasa. El marco consiste principalmente en fibras de colágeno muy compactas. Este diseño de la válvula aórtica determina la longevidad de su función.

Los senos paranasales del Valsalva son una parte agrandada de la aorta inicial, limitada proximalmente por el segmento correspondiente del anillo fibroso y la válvula, y distalmente por la unión sinotubular. Los senos se nombran de acuerdo con las arterias coronarias que salen coronaria derecha, coronaria izquierda y no coronaria. La pared de los senos paranasales es más delgada que la pared aórtica y consiste únicamente en la íntima y los medios, algo engrosados por las fibras de colágeno. Al mismo tiempo, la cantidad de fibras de elastina disminuye en la pared del seno, y el colágeno aumenta en la dirección desde la unión sinotubular a la ventriculoaortal. Las densas fibras de colágeno se localizan predominantemente en la superficie externa de los senos y se orientan en la dirección circunferencial, y en el espacio subcomisionado participan en la formación de triángulos intersticiales que soportan la forma de la válvula. El papel principal de los senos es redistribuir la tensión entre las válvulas y los senos en la diástole y establecer la posición de equilibrio de las válvulas a la sístole. Los senos se dividen en el nivel de su base mediante triángulos intersticiales.

El marco fibroso que forma la válvula aórtica es una estructura espacial única de los elementos fibrosos fuertes de la raíz aórtica, el anillo fibroso de la base de las válvulas, las barras comisurales (postes) y la unión sinotubular. La unión sinotubular (un anillo arqueado, o un peine arqueado) es una conexión anatómica de forma ondulada entre los senos paranasales y la aorta ascendente.

La articulación ventriculoaórtica (anillo de la base de la válvula) es una conexión anatómica redondeada entre la sección de salida del ventrículo izquierdo y la aorta, que es una estructura fibrosa y muscular. En la literatura extranjera sobre cirugía, la articulación ventriculoórtica a menudo se conoce como el "anillo aórtico". El compuesto ventriculoaórtico se forma, en promedio, en un 45-47% desde el miocardio del cono arterial del ventrículo izquierdo.

La comisura es una línea que conecta (conecta) aletas adyacentes con sus márgenes proximales periféricos en la superficie interna del segmento distal de la raíz de la aorta y extiende su extremo distal a la unión sino-tubular. Las barras comisurales (postes) son los lugares de fijación de la comisura en la superficie interna de la raíz de la aorta. Las columnas comisurales son la extensión distal de los tres segmentos del anillo fibroso.

Los triángulos intersectados de Henle son componentes fibrosos o fibro-musculares de la raíz aórtica y se encuentran próximos a la comisura entre los segmentos adyacentes del anillo fibroso y las válvulas correspondientes. Los triángulos intersticiales anatómicos son parte de la aorta, pero funcionalmente proporcionan vías de salida del ventrículo izquierdo y se ven afectados por la hemodinámica ventricular y no por la aorta. Los triángulos intersticiales desempeñan un papel importante en la función biomecánica de la válvula, permitiendo que los senos funcionen con relativa independencia, los unan y apoyen una única geometría de la raíz de la aorta. Si los triángulos son pequeños o asimétricos, se desarrolla un anillo fibroso estrecho o la distorsión de la válvula con la interrupción posterior de la función de las válvulas. Esta situación se puede observar con la válvula bicúspide de la aorta.

La válvula es el elemento de cierre de la válvula, su margen proximal se extiende desde la parte semilunar del anillo fibroso, que es una estructura de colágeno densa. La válvula consiste en el cuerpo (la parte principal se carga), la superficie de coaptación (cierre) y la base. Los bordes libres de aletas adyacentes en la posición cerrada forman una zona de coaptación que se extiende desde la comisura hasta el centro de la aleta. La forma triangular engrosada de la parte central de la zona de coaptación de la válvula se llamó nodo de Aranzi.

La hoja que forma la válvula aórtica consta de tres capas (aórtica, ventricular y esponjosa) y está cubierta externamente con una fina capa endotelial. Las capas que miran hacia la aorta (fibrosa), principalmente contienen fibras de colágeno orientadas en la dirección circunferencial en forma de haces y hebras, y una pequeña cantidad de fibras de elastina. En la zona de coaptación del borde libre de la hoja, esta capa está presente en forma de haces separados. Los haces de colágeno en esta zona están "suspendidos" entre columnas comisurales en un ángulo de aproximadamente 125 ° con respecto a la pared aórtica. En el cuerpo del haz, estos haces se mueven en un ángulo de aproximadamente 45 ° desde el anillo fibroso en forma de media elipse y terminan en su lado opuesto. Esta orientación "" fuerza 'y haces de bordes de las hojas en la forma de un' puente de suspensión "se destina a transferir cargas de presión en la diástole con aletas en senos y esqueleto fibroso que forma la válvula aórtica.

En la aleta descargada, las vigas fibrosas están en un estado contraído en forma de líneas onduladas dispuestas en una dirección circunferencial a una distancia de aproximadamente 1 mm una de la otra. Las fibras de colágeno que constituyen los haces en la hoja relajada también tienen una estructura ondulada con un período de onda de aproximadamente 20 μm. Cuando se aplica la carga, estas ondas se enderezan, permitiendo que el tejido se estire. Las fibras completamente alisadas se vuelven inextensibles. Los pliegues de los haces de colágeno se enderezan fácilmente con una ligera carga de la hoja. Estos haces son claramente visibles en el estado cargado y la luz transmitida.

La constancia de las proporciones geométricas de los elementos de la raíz de la aorta se ha estudiado por el método de la anatomía funcional. En particular, se encontró que la relación de los diámetros de la unión sinotubular y la base de la válvula es constante y es de 0,8-0,9. Esto es cierto para los complejos válvula aórtica de personas jóvenes y de mediana edad.

Con la edad, se producen procesos cualitativos de estructura anormal de la pared aórtica, acompañados por una disminución de su elasticidad y el desarrollo de la calcificación. Esto lleva, por un lado, a su expansión gradual y, por otro lado, a una disminución de la elasticidad. Los cambios en las proporciones geométricas y una disminución en la dilatabilidad de la válvula aórtica ocurren a la edad de más de 50-60 años, lo que se acompaña de una disminución en el área de apertura de las válvulas y un deterioro en las características funcionales de la válvula como un todo. Se deben tener en cuenta las características anatómicas y funcionales relacionadas con la edad de la raíz aórtica de los pacientes al implantar sustitutos biológicos sin marco en la posición aórtica.

Una comparación de la estructura de una educación como la válvula aórtica del hombre y los mamíferos se realizó a finales de los años 60 del siglo XX. En estos estudios, se mostró la similitud de varios parámetros anatómicos de las válvulas porcina y humana, a diferencia de otras raíces aórticas xenogénicas. En particular, se demostró que las válvulas humanas no coronarias y del seno coronario izquierdo eran, respectivamente, las más grandes y las más pequeñas. Al mismo tiempo, el seno coronario derecho en la válvula de cerdo fue el más grande, y el seno no coronario fue el más pequeño. Al mismo tiempo, se describieron por primera vez las diferencias en la estructura anatómica del seno coronario derecho de la válvula aórtica porcina y humana. En relación con el desarrollo de la cirugía plástica reconstructiva y la sustitución de la válvula aórtica con sustitutos biológicos sin marco, los estudios anatómicos de la válvula aórtica se han reanudado en los últimos años.

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Válvula aórtica humana y válvula aórtica de cerdo

Se llevó a cabo un estudio comparativo de la estructura de la válvula aórtica humana y la válvula aórtica de cerdo como posible xenoinjerto. Se demostró que las válvulas xenogénicas tienen un perfil relativamente bajo y en la mayoría de los casos (80%) son asimétricas debido al tamaño más pequeño de su seno no coronario. La asimetría moderada de la válvula aórtica humana se debe al tamaño más pequeño de su seno coronario izquierdo y no es tan pronunciada.

La válvula aórtica de cerdo, a diferencia de la humana, no tiene un anillo fibroso y sus senos paranasales no bordean directamente la base de las válvulas. Las alas de cerdo están unidas por su base semilunar directamente a la base de la válvula, ya que no existe un verdadero anillo fibroso en las válvulas de cerdo. Las bases de los senos xenogénicos y las válvulas están unidas a las partes fibrosas y / o fibrosas de la base de la válvula. Por ejemplo, la base de las válvulas coronarias no coronarias y izquierdas de la válvula de cerdo en forma de hojas divergentes (fibrosa y ventnculans) se unen a la base fibrosa de la válvula. En otras palabras, las válvulas que forman la válvula aórtica de cerdo no se adhieren directamente a los senos paranasales, como en las raíces aórticas alogénicas. Entre ellos es la parte distal de la base de la válvula, que en la dirección longitudinal (a lo largo del eje de la válvula) en el punto del seno coronario y no coronaria izquierda más proximal es, en promedio, 4,6 ± 2,2 mm y el seno coronario derecho - 8,1 ± 2.8 mm. Esta es una diferencia importante y significativa entre la válvula de cerdo y la válvula humana.

La inserción muscular del cono aórtico del ventrículo izquierdo a lo largo del eje en la raíz porcina de la aorta es mucho más importante que en la raíz alogénica. En las válvulas porcinas, esta implantación formó la base de la válvula coronaria derecha y el seno del mismo nombre, y en menor medida la base de los segmentos adyacentes de las válvulas coronarias y no coronarias izquierdas. En las válvulas alogénicas, esta inyección solo crea soporte para la base, principalmente, el seno coronario derecho y, en menor medida, el seno coronario izquierdo.

El análisis del tamaño y las proporciones geométricas de los elementos individuales de la válvula aórtica, dependiendo de la presión intraaórtica, se ha utilizado con frecuencia en la anatomía funcional. Para este propósito diferente de la raíz aórtica de relleno solidificado materiales (caucho, parafina, caucho de silicona, plásticos, y otros.) Y producir su estabilización estructural de medios químicos o criogénicos a diferentes presiones. Las impresiones resultantes o las raíces aórticas estructuradas se estudiaron por el método morfométrico. Este acercamiento al estudio de la válvula aórtica permitió establecer ciertos patrones de su funcionamiento.

Experimentos in vitro e in vivo, se demostró que la raíz de la aorta es una estructura dinámica y la mayoría de sus parámetros geométricos cambian durante el ciclo cardíaco, dependiendo de la presión en la aorta y el ventrículo izquierdo. En otros estudios, se demostró que la función de las válvulas está determinada en gran medida por la elasticidad y la extensibilidad de la raíz de la aorta. Los movimientos de sangre vortex en los senos paranasales se les asignó un papel importante en la apertura y el cierre de las válvulas.

Investigación de la dinámica de los parámetros geométricos de la válvula aórtica se realizó en animales de experimentación por métodos kinoangiografii alta, cinematografía y kineradiografii, así como en individuos sanos utilizando cineangiocardiography. Estos estudios permitieron evaluar con precisión la dinámica de muchos elementos de la raíz de la aorta y solo supuestamente evaluar la dinámica de la forma y el perfil de la válvula durante el ciclo cardíaco. En particular, se demostró que la expansión sistolodiastólica del compuesto sinotubular es del 16-17% y está estrechamente relacionada con la presión arterial. El diámetro de la unión sinotubular alcanza un máximo en la presión sistólica máxima en el ventrículo izquierdo, lo que facilita la apertura de las válvulas debido a las diferencias comisuras hacia el exterior, y luego disminuye después de cerrar las válvulas. El diámetro de la unión sinotubular alcanza sus valores mínimos al final de la fase de relajación isovololítica del ventrículo izquierdo y comienza a aumentar en la diástole. Las barras comisurales y la unión sinotubular, debido a su flexibilidad, participan en la distribución de la tensión máxima en los colgajos después de que se cierran durante el período de rápido crecimiento del gradiente de presión transvalvular inverso. También se desarrollaron modelos matemáticos para explicar el movimiento de los folletos durante su apertura y cierre. Sin embargo, los datos de modelado matemático en gran medida no estaban de acuerdo con los datos experimentales.

Dinámica de la válvula aórtica tiene un impacto en el funcionamiento normal de las valvas de la válvula o bioprótesis implantada sin marco. Se muestra el perímetro de la base de válvula (perros y ovejas) ha alcanzado un valor máximo al comienzo de la sístole disminuyó durante la sístole y fue mínimo en su extremo. Durante la diástole, el perímetro de la válvula aumentó. La base de la válvula aórtica también capaz de asimétrico cíclico cambia su tamaño debido a la contracción de la porción muscular ventrikuloaortalnogo compuesto (triángulos mezhstvorchatyh entre derecho y los senos coronaria izquierda, y las bases del seno coronario izquierdo y derecho). Además, se detectaron cizallamiento y torsión de la raíz de la aorta. El mayor deformación por torsión observado en el pilar de comisura entre la no coronaria y el seno coronario izquierdo, y el mínimo - entre el no coronaria y coronaria derecha. Implantación bioprótesis sin marco con la base semi-rígido puede cambiar la flexibilidad de la raíz de la aorta a las deformaciones torsionales, que transferirá la deformación torsional en la formación de raíces sino-tubular compuesto composite aórtica y distortsiey solapas bioprótesis.

Un estudio de la biomecánica normal de la válvula aórtica en los individuos más jóvenes (promedio 21,6 años) por ecocardiografía transesofágica con posterior tratamiento por ordenador de la de vídeo (120 cuadros por segundo) y el análisis de la dinámica de las características geométricas de los elementos de la válvula aórtica como una función del tiempo y las fases del ciclo cardíaco. Se demostró que la sístole cambia significativamente el área de apertura de la válvula, el ángulo radial de la inclinación de la aleta a la base de la válvula, el diámetro de la base de la válvula y la longitud radial de la válvula. El diámetro de la unión sinotubular, la longitud circunferencial del borde libre de la hoja y la altura del seno se afectan menos.

Por lo tanto, la longitud radial de la válvula fue máxima en la fase diastólica de la reducción isovolítica de la presión intraventricular y la mínima, en la fase sistólica del exilio reducido. El estiramiento sistolodiastólico radial de la hoja fue, en promedio, 63.2 ± 1.3%. La válvula era más larga en la diástole con un gradiente diastólico alto y más corta en la fase del flujo sanguíneo reducido, cuando el gradiente sistólico era cercano a cero. La circunferencia de la distensión sistólica y diastólica de la válvula y la unión sinotubular fue 32.0 ± 2.0% y 14.1 ± 1.4%, respectivamente. El ángulo radial de la inclinación del flap a la base de la válvula varió, en promedio, de 22 a diástole a 93 ° en la sístole.

El movimiento sistólico de las válvulas que forman la válvula aórtica se dividió convencionalmente en cinco períodos:

1. el período preparatorio cayó en la fase del aumento isovoluminal de la presión intraventricular; las válvulas se enderezaron, algo más cortas en la dirección radial, el ancho de la zona de coaptación disminuyó, el ángulo aumentó, en promedio, de 22 ° a 60 °;
2. el período de apertura rápida de las válvulas duró 20-25 ms; con el comienzo de la expulsión de sangre en la base de las válvulas, se formó una onda de inversión, que se extendió rápidamente radialmente al cuerpo de las válvulas y más allá de sus bordes libres;
3. El pico de la apertura de las válvulas estaba en la primera fase de expulsión máxima; en este período, los bordes libres de las valvas se doblaron tanto como fue posible hacia los senos, la forma de la abertura de la válvula se acercó al círculo, y en el perfil la válvula se asemejó a la forma de un cono invertido truncado;
4. el período de apertura relativamente estable de las válvulas cayó a la segunda fase de máxima expulsión, los bordes libres de las aletas se enderezaron a lo largo del eje del flujo, la válvula tomó la forma de un cilindro, y las aletas se cubrieron gradualmente; Al final de este período, la forma de la abertura de la válvula se volvió triangular;
5. El período de cierre rápido de la válvula coincidió con la fase de exilio reducido. En la base de las aletas formadas inversión de onda, de tracción persianas adelgazado-abajo en la dirección radial, lo que condujo a su cierre al comienzo de la zona de borde koaptatsii ventricular, y luego - el cierre completo de las válvulas.

Las deformaciones máximas de los elementos de la raíz aórtica ocurrieron durante los períodos de apertura y cierre rápidos de la válvula. Con un cambio rápido en la forma de las válvulas que forman la válvula aórtica, pueden surgir altos esfuerzos en ellas, lo que puede conducir a cambios degenerativos en el tejido.

El mecanismo de las aletas de apertura y cierre para formar, respectivamente, una inversión de la onda y la reversión, así como el aumento del ángulo radial de la hoja de la válvula de fondo en una fase de aumento de la presión isovolumétrica dentro del ventrículo puede ser atribuido a los mecanismos de amortiguación de la raíz aórtica, reduciendo la deformación y la tensión de las valvas de la válvula.