Válvula aórtica

A válvula aórtica é considerada a mais estudada, uma vez que foi descrita há muito tempo, começando com Leonardo da Vinci (1513) e Valsalva (1740), e repetidamente, especialmente durante a segunda metade do século XX. Ao mesmo tempo, estudos de anos passados eram principalmente descritivos ou, mais raramente, comparativos. Começando com o trabalho de J Zimmerman (1969), no qual o autor propôs considerar "a função da válvula como uma continuação de sua estrutura", a maior parte da pesquisa tornou-se morfologicamente funcional. Esta abordagem para o estudo da função de válvula aórtica, através do estudo da sua estrutura foi, em certa medida, devido a dificuldades metodológicas de investigar directamente a biomecânica da válvula aórtica nos estudos gerais da anatomia funcional possível determinar os limites morfológicas e funcionais da válvula aórtica, para clarificar a terminologia e a estudar em grande medida a sua função.

Devido a estes estudos, a válvula aórtica tem sido amplamente entendida como uma única estrutura anatômica e funcional relacionada à aorta e ao ventrículo esquerdo.

De acordo com pontos de vista actuais, a válvula aórtica é a estrutura de grandes quantidades do funil ou forma cilíndrica que consiste em três cavidades, três triângulos mezhstvorchatyh Henle, três cúspides semilunares e o anel fibroso, o proximal e limites distais dos quais são, respectivamente, ventrikuloaortalnoe e a junção sinotubular.

O termo "complexo válvula-aórtica" é usado menos comumente. No sentido estrito, a válvula aórtica às vezes é entendida como um elemento de bloqueio composto por três válvulas, três comissuras e um anel fibroso.

Do ponto de vista da mecânica geral, a válvula aórtica é considerada como uma estrutura compósita constituída por um esqueleto fibroso forte (força) e elementos de casca relativamente finos (paredes de sinus e caixilhos) colocados sobre ele. As deformações e deslocamentos deste esqueleto ocorrem sob a ação das forças internas que surgem nas conchas fixadas nele. A estrutura, por sua vez, determina as deformações e movimentos dos elementos do invólucro. A estrutura consiste principalmente em fibras de colágeno bem embaladas. Este design da válvula aórtica determina a longevidade de sua função.

Os seios do Valsalva são uma parte ampliada da aorta inicial, delimitada proximalmente pelo segmento correspondente do anel fibroso e da válvula, e distalmente pela junção sinotubular. Os sinusites são nomeados de acordo com as artérias coronárias de saída coronárias corretas, coronárias esquerdas e não coronárias. A parede dos seios é mais fina do que a parede aórtica e consiste apenas em íntima e mídia, um pouco engrossada por fibras de colágeno. Ao mesmo tempo, a quantidade de fibras de elastina diminui na parede do seno e o colágeno aumenta na direção da junção sinotubular para ventriculoaortal. As fibras de colágeno densas estão localizadas predominantemente na superfície externa dos seios e são orientadas na direção circunferencial e, no espaço subordinado, participam da formação de triângulos intersticiais que suportam a forma da válvula. O papel principal dos seios é redistribuir a tensão entre as válvulas e os seios na diástole e estabelecer a posição de equilíbrio das válvulas na sístole. Os seios são divididos ao nível de sua base por triângulos intersticiais.

A estrutura fibrosa que forma a válvula aórtica é uma estrutura espacial única dos elementos fibrosos fortes da raiz aórtica, do anel fibroso da base das válvulas, das varas comissurais (postos) e da junção sinotubular. A junção sinotubular (um anel arqueado ou um pente arqueado) é uma conexão anatômica ondulada entre os seios e a aorta ascendente.

A articulação ventriculoaortica (anel base da válvula) é uma conexão anatômica arredondada entre a seção de saída do ventrículo esquerdo e a aorta, que é uma estrutura fibrosa e muscular. Na literatura estrangeira sobre cirurgia, a articulação ventriculoortica é frequentemente referida como o "anel aórtico". O composto ventriculoaortal é formado, em média, por 45-47% do miocardio do cone arterial do ventrículo esquerdo.

A comissura é uma linha que liga (conectando) as abas adjacentes com suas margens proximais periféricas na superfície interna do segmento distal da raiz da aorta e estende sua extremidade distal à junção sinotubular. As varas comissurais (postos) são os locais de fixação da comissura na superfície interna da raiz da aorta. As colunas comissurais são a extensão distal dos três segmentos do anel fibroso.

Os triângulos que se cruzam de Henle são componentes fibrosos ou fibro-musculares da raiz aórtica e estão localizados proximal à comissura entre segmentos adjacentes do anel fibroso e as válvulas correspondentes. Os triângulos anatômicos intersticiais são parte da aorta, mas funcionalmente eles fornecem caminhos de saída do ventrículo esquerdo e são afetados pela hemodinâmica ventricular e não pela aorta. Os triângulos intersticiais desempenham um papel importante na função biomecânica da válvula, permitindo que os seios funcionem de forma relativamente independente, uni-los e apoiam uma única geometria da raiz da aorta. Se os triângulos são pequenos ou assimétricos, então um anel fibroso estreito ou a distorção da válvula se desenvolvem com a subseqüente ruptura da função das válvulas. Esta situação pode ser observada com a valva bicúspide da aorta.

A válvula é o elemento de fecho da válvula, a margem proximal que se prolonga a partir da parte semilunular do anel fibroso, que é uma estrutura de colágeno densa. A válvula consiste no corpo (a parte principal sendo carregada), a superfície da coaptação (fechamento) e a base. As bordas livres das abas adjacentes na posição fechada formam uma zona de coaptação que se estende desde a comissura até o centro da aba. A forma triangular espessa da parte central da zona de coaptação da válvula foi chamada de nó de Aranzi.

A folha que forma a válvula aórtica consiste de três camadas (aórtica, ventricular e esponjosa) e é coberta externamente com uma fina camada endotelial. As camadas voltadas para a aorta (fibrosa), contém principalmente fibras de colágeno orientadas na direção circunferencial sob a forma de feixes e mechas, e uma pequena quantidade de fibras de elastina. Na zona de coaptação da borda livre da folha, esta camada está presente como feixes separados. As vigas de colágeno nesta zona são "suspensas" entre colunas comissurais em um ângulo de aproximadamente 125 ° em relação à parede aórtica. No corpo do feixe, esses feixes se movem em um ângulo de cerca de 45 ° do anel fibroso sob a forma de meia elipse e terminam em seu lado oposto. Esta orientação das vigas de "poder" e as bordas da folha sob a forma de uma "ponte suspensa" é projetada para transferir a carga de pressão na diástole da válvula para os seios e o andaime fibroso que forma a válvula aórtica.

Na aba descarregada, os feixes fibrosos estão em um estado contraído sob a forma de linhas onduladas dispostas em uma direção circunferencial a uma distância de cerca de 1 mm um do outro. As fibras de colágeno que constituem os feixes na folha relaxada também possuem uma estrutura ondulada com um período de onda de cerca de 20 um. Quando a carga é aplicada, essas ondas se endireitam, permitindo que o tecido se estique. As fibras completamente endireitadas tornam-se inextensíveis. As dobras de feixes de colágeno facilmente se endireitam com um leve carregamento da folha. Esses feixes são claramente visíveis no estado carregado e na luz transmitida.

A constância das proporções geométricas dos elementos da raiz da aorta foi estudada pelo método de anatomia funcional. Em particular, verificou-se que a proporção dos diâmetros da articulação sinotubular e da base da válvula é constante e é de 0,8-0,9. Isso é verdade para os complexos válvula-aórtica de pessoas jovens e de meia-idade.

Com a idade, ocorrem processos qualitativos de estrutura da parede aórtica anormal, acompanhados de uma diminuição da elasticidade e do desenvolvimento da calcificação. Isso leva, por um lado, à sua expansão gradual e, por outro lado, a uma diminuição da elasticidade. As mudanças nas proporções geométricas e a diminuição da dilatabilidade da válvula aórtica ocorrem com idade superior a 50-60 anos, o que é acompanhado por uma diminuição na área de abertura das válvulas e uma deterioração nas características funcionais da válvula como um todo. As características anatômicas e funcionais relacionadas à idade da raiz aórtica dos pacientes devem ser levadas em consideração ao implantar substitutos biológicos sem molas na posição aórtica.

Uma comparação da estrutura de tal educação como a valva aórtica do homem e dos mamíferos foi realizada no final dos anos 60 do século XX. Nesses estudos, mostrou-se a semelhança de vários parâmetros anatômicos das válvulas porcina e humana, ao contrário de outras raízes aórticas xenogênicas. Em particular, mostrou-se que as válvulas humanas não coronárias e sinais coronárias esquerdas eram, respectivamente, as maiores e menores. Ao mesmo tempo, o seio coronário direito na válvula de porco era o maior, e o seio não-coronariano era o menor. Ao mesmo tempo, as diferenças na estrutura anatômica do seio coronário direito da válvula aórtica porcina e humana foram descritas pela primeira vez. Em conexão com o desenvolvimento da cirurgia plástica reconstrutiva e substituição valvar aórtica com substitutos biológicos sem molas, os estudos anatômicos da válvula aórtica retomaram nos últimos anos.

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Válvula aórtica humana e válvula de porco aórtica

Um estudo comparativo da estrutura da válvula aórtica humana e da válvula aórtica de porco como potencial xenoenxerto foi realizado. Foi demonstrado que as válvulas xenogênicas têm um perfil relativamente baixo e na maioria dos casos (80%) são assimétricas devido ao menor tamanho de seu seio não-coronariano. A assimetria moderada da válvula aórtica humana deve-se ao tamanho menor de seu seio coronário esquerdo e não é tão pronunciada.

A válvula aórtica de porco, ao contrário do humano, não tem um anel fibroso e seus seios não limitam diretamente a base das válvulas. As asas de porco são unidas pela base semilunar diretamente à base da válvula, uma vez que não há anel fibroso verdadeiro nas válvulas de porco. As bases dos seios e válvulas xenogênicas estão ligadas às partes fibrosas e / ou fibrosas musculares da base da válvula. Por exemplo, a base das válvulas coronárias e não coronárias esquerdas da válvula de porco sob a forma de folhas divergentes (fibrosa e ventinsculas) está unida à base fibrosa da válvula. Em outras palavras, as válvulas que formam a válvula aórtica de porco não aderem diretamente aos seios, como nas raízes aórticas alogênicas. Entre eles está localizada a parte distal da base da válvula, que na direção longitudinal (ao longo do eixo da válvula) ao nível do ponto proximal dos seios coronários e não coronários esquerdos é, em média, 4,6 ± 2,2 mm eo seio coronariano direito - 8,1 ± 2,8 mm. Esta é uma diferença importante e significativa entre a válvula de porco e a válvula humana.

A inserção muscular do cone aórtico do ventrículo esquerdo ao longo do eixo na raiz porcina da aorta é muito mais significativa do que na raiz alogênica. Nas válvulas porcinas, esta implantação formou a base da válvula coronária direita e os seios do mesmo nome e, em menor grau, a base dos segmentos adjacentes das válvulas coronárias e não coronárias. Em válvulas alogênicas, esta injeção cria apenas suporte para a base, principalmente, o seio coronário direito e, em menor grau, o seio coronariano esquerdo.

A análise do tamanho e proporções geométricas de elementos individuais da válvula aórtica, dependendo da pressão intra-aórtica, tem sido utilizada com freqüência em anatomia funcional. Para fazer isso, a raiz da aorta foi vertida com vários agentes de endurecimento (borracha, parafina, borracha de silicone, plásticos, etc.), e também fez sua estabilização estrutural por meio de método químico ou criogênico sob diferentes pressões. As impressões resultantes ou raízes aórticas estruturadas foram estudadas pelo método morfométrico. Esta abordagem ao estudo da válvula aórtica permitiu estabelecer certos padrões de funcionamento.

Experiências in vitro e in vivo, mostrou-se que a raiz da aorta é uma estrutura dinâmica e a maioria dos seus parâmetros geométricos se altera durante o ciclo cardíaco, dependendo da pressão na aorta e no ventrículo esquerdo. Em outros estudos, mostrou-se que a função das válvulas é amplamente determinada pela elasticidade e extensibilidade da raiz da aorta. Os movimentos sanguíneos de Vortex nos seios foram atribuídos um papel importante na abertura e fechamento das válvulas.

O estudo da dinâmica dos parâmetros geométricos da válvula aórtica foi realizado em um experimento animal usando métodos de angiografia cinematográfica e cinodiografia de alta velocidade, bem como em indivíduos saudáveis com a ajuda da curinocardiografia. Esses estudos possibilitaram avaliar com precisão a dinâmica de muitos elementos da raiz da aorta e, presumivelmente, avaliar a dinâmica da forma e perfil da válvula durante o ciclo cardíaco. Em particular, mostrou-se que a expansão sistolodiastólica do composto sinotubular é de 16-17% e está intimamente correlacionada com a pressão arterial. O diâmetro da junção sinotubular atinge seus valores máximos no pico da pressão sistólica no ventrículo esquerdo, facilitando assim a abertura das válvulas devido à divergência da comissura para o exterior e depois diminui após o fechamento das válvulas. O diâmetro da junção sinotubular atinge seus valores mínimos no final da fase de relaxamento isovolítico do ventrículo esquerdo e começa a aumentar na diástole. As barras comissurais e a junção sinotubular, devido à sua flexibilidade, participam da distribuição do estresse máximo nas abas após serem fechadas durante o período de rápido crescimento do gradiente de pressão transvalvular inversa. Modelos matemáticos também foram desenvolvidos para explicar o movimento dos folhetos durante a abertura e o fechamento. No entanto, os dados da modelagem matemática não concordaram em grande parte com os dados experimentais.

A dinâmica da base da válvula aórtica afeta o funcionamento normal das abas das válvulas ou uma bioprótese implantada sem estrutura. O perímetro da base da válvula (cão e ovelha) mostrou atingir o valor máximo no início da sístole, diminuiu durante a sístole e foi minimo no final. Durante a diástole, o perímetro da válvula aumentou. A base da válvula aórtica também capaz de assimétrico cíclico muda de tamanho devido à contracção do músculo porção ventrikuloaortalnogo composto (triângulos mezhstvorchatyh entre direita e seios coronária esquerda, e as bases do seio coronário esquerdo e direito). Além disso, o corte e a torção da raiz da aorta foram detectados. As maiores deformações de torção são observadas no campo da coluna comissural entre os seios coronários e não coronários esquerdos e as mínimas entre o seio coronariano e coronário direito. Implantação bioprótese sem moldura com a base semi-rígido pode alterar a flexibilidade da raiz aórtica para deformações de torção, o qual irá transferir a deformação de torção sobre a formação de raízes sino-tubular compósito composto da aorta e distortsiey abas da bioprótese.

Um estudo da biomecânica normal da válvula aórtica em indivíduos mais jovens (média 21,6 anos) por ecocardiografia transesofágica com processamento de computador subsequente do vídeo (120 frames por segundo) e a análise da dinâmica das características geométricas dos elementos da válvula aórtica como uma função do tempo e as fases do ciclo cardíaco. Mostrou-se que a sístole modifica significativamente a área de abertura da válvula, o ângulo radial da inclinação da aba para a base da válvula, o diâmetro da base da válvula e o comprimento radial da válvula. O diâmetro da junção sinotubular, o comprimento circunferencial da borda livre da faixa e a altura dos seios são menos afetados.

Assim, o comprimento radial da válvula foi máximo na fase diastólica da redução isovolítica da pressão intraventricular e do mínimo - na fase sistólica do exílio reduzido. O trecho sistolodiastólico radial da folha foi, em média, 63,2 ± 1,3%. A válvula foi mais longa em diástole com alto gradiente diastólico e menor na fase do fluxo sanguíneo reduzido, quando o gradiente sistólico era próximo de zero. A circunferência da distensão sistólica e diastólica da válvula e da junção sinotubular foi de 32,0 ± 2,0% e 14,1 ± 1,4%, respectivamente. O ângulo radial da inclinação da aba para a base da válvula variou, em média, de 22 para a diástole para 93 ° em sístole.

O movimento sistólico das válvulas que formam a válvula aórtica foi convencionalmente dividido em cinco períodos:

1. o período preparatório caiu na fase do aumento isovoluminal da pressão intraventricular; as válvulas foram endireitadas, um pouco mais curtas na direção radial, diminuiu a largura da zona de coaptação, o ângulo aumentou, em média, de 22 ° a 60 °;
2. o período de abertura rápida das válvulas durou 20-25 ms; com o início da expulsão do sangue na base das válvulas, formou-se uma onda de inversão, que se espalhou rapidamente radialmente para o corpo das válvulas e para além das bordas livres;
3. O pico da abertura das válvulas estava na primeira fase de expulsão máxima; neste período, as bordas livres dos folhetos dobrados o máximo possível em direção aos senos, a forma da abertura da válvula aproximou-se do círculo e, no perfil, a válvula se assemelhava à forma de um cone invertido truncado;
4. o período de abertura relativamente estável das válvulas caiu para a segunda fase de expulsão máxima, os bordos livres das abas alisadas ao longo do eixo do fluxo, a válvula assumiu a forma de um cilindro e as abas foram cobertas gradualmente; No final deste período, a forma da abertura da válvula tornou-se triangular;
5. O período de fechamento rápido da válvula coincidiu com a fase do exílio reduzido. Na base das asas, formou-se uma onda de reversão, esticando as abas contraídas na direção radial, o que conduziu primeiro ao fechamento na borda do ventrículo da zona de coaptação e, em seguida, ao fechamento completo das válvulas.

As deformações máximas dos elementos raiz aórticos ocorreram durante os períodos de abertura e fechamento rápidos da válvula. Com uma mudança rápida na forma das válvulas que formam a válvula aórtica, podem surgir altos estresses, o que pode levar a alterações degenerativas no tecido.

O mecanismo de abertura e de fecho abas de modo a formar, respectivamente, uma inversão da onda e reversão, bem como o aumento do ângulo radial da faixa para a válvula de fundo para uma fase de aumento da pressão isovolumétrica no interior do ventrículo pode ser atribuído aos mecanismos de amortecimento da raiz da aorta, reduzir a deformação e esforço dos folhetos da válvula.