Valve aortique

La valve aortique est considérée comme la plus étudiée depuis longtemps est décrit, en commençant par Leonardo da Vinci (1513) et Valsalva (1740), et à plusieurs reprises, en particulier au cours de la seconde moitié du XX siècle. En même temps, les études des années passées étaient principalement descriptives ou, plus rarement, comparatives. En commençant par J Zimmerman (1969), dans lequel il a proposé, la plupart des recherches à considérer la « fonction de la vanne comme une extension de sa structure » était de porter un caractère morpho-fonctionnel. Cette approche à l'étude de la fonction de la valve aortique, par l'étude de sa structure était, dans une certaine mesure, en raison des difficultés méthodologiques d'enquête directement la biomécanique de la valve aortique dans les études générales de l'anatomie fonctionnelle possible de déterminer les limites morphologiques et fonctionnelles de la valve aortique, afin de clarifier la terminologie et d'étudier dans une large mesure sa fonction.

En raison de ces études, la valve aortique a été largement comprise comme une structure anatomique et fonctionnelle unique liée à la fois à l'aorte et au ventricule gauche.

Selon vues présentes, la valve aortique est la structure en masse de l'entonnoir ou de forme cylindrique composée de trois sinus, trois triangles mezhstvorchatyh Henle, trois cuspides semi-lunaires et l'anneau fibreux, les limites proximale et distale qui sont respectivement ventrikuloaortalnoe et la jonction sino-tubulaire.

Le terme "complexe valvulaire-aortique" est utilisé moins fréquemment. Au sens étroit, la valve aortique est parfois comprise comme un élément de blocage constitué de trois valves, de trois commissures et d'un anneau fibreux.

Du point de vue de la mécanique générale, la valve aortique est considérée comme une structure composite constituée d'un squelette fibreux (force) fort et d'éléments de coquille relativement minces (parois sinus et vantaux) placés dessus. Les déformations et les déplacements de ce squelette se produisent sous l'action des forces internes qui apparaissent dans les coquilles qui y sont fixées. Le cadre, à son tour, détermine les déformations et les mouvements des éléments de coque. Le cadre se compose principalement de fibres de collagène compactées. Cette conception de la valve aortique détermine la longévité de sa fonction.

Les sinus de la valsalva sont une partie élargie de l'aorte initiale, délimitée proximalement par le segment correspondant de l'anneau fibreux et de la valve, et distalement par la jonction sinotubulaire. Les sinus sont nommés d'après les artères coronaires au départ coronaire droit, coronaire gauche et non coronaire. La paroi des sinus est plus fine que la paroi aortique et ne comporte que de l'intima et des milieux, quelque peu épaissis par des fibres de collagène. En même temps, la quantité de fibres d'élastine diminue dans la paroi sinusoïdale et le collagène augmente dans la direction allant de la jonction sinotubulaire à la jonction ventriculo-temporale. Les fibres de collagène denses sont disposées, de préférence sur la surface extérieure de sinus et sont orientées dans la direction circonférentielle, et dans l'espace podkomissuralnom participent à la formation des triangles mezhstvorchatyh forme de support de soupape. Le rôle principal des sinus est de redistribuer la tension entre les valves et les sinus dans la diastole et d'établir la position d'équilibre des valves à la systole. Les sinus sont divisés au niveau de leur base par des triangles interstitiels.

Squelette fibreux qui forme la valve aortique est un des éléments fibreux solides structure spatiale unitaire rabats de base anulus de la racine aortique tiges commissure (colonnes) et de la jonction sino-tubulaire. Jonction sino-tubulaire (anneau en arc ou en peigne de la voûte plantaire) - forme d'onde connexion anatomique entre les sinus et l'aorte ascendante.

L'articulation ventriculoaortique (anneau de base de la valve) est une connexion anatomique arrondie entre la section de sortie du ventricule gauche et l'aorte, qui est une structure fibreuse et musculaire. Dans la littérature étrangère sur la chirurgie, l'articulation ventriculo-torique est souvent appelée «anneau aortique». Ventriculoaortal composé est formé, en moyenne, de 45-47% du myocarde du cône artériel du ventricule gauche.

La commissure est une ligne reliant (reliant) des volets adjacents avec ses bords proximaux périphériques sur la surface interne du segment distal de la racine de l'aorte et prolongeant son extrémité distale à la jonction sino-tubulaire. Les tiges commissurales (poteaux) sont les lieux de fixation de la commissure sur la surface interne de la racine de l'aorte. Les colonnes commissurales sont l'extension distale des trois segments de l'anneau fibreux.

Les triangles sécants de Henle sont des composants fibreux ou fibro-musculaires de la racine aortique et sont situés à proximité de la commissure entre des segments adjacents de l'anneau fibreux et les valves correspondantes. Les triangles anatomiquement interstitiels font partie de l'aorte, mais fonctionnellement, ils fournissent des voies de sortie du ventricule gauche et sont affectés par l'hémodynamique ventriculaire, et non par l'aorte. Les triangles interstitiels jouent un rôle important dans la fonction biomécanique de la valve, permettant aux sinus de fonctionner de manière relativement indépendante, de les unir et de supporter une seule géométrie de la racine de l'aorte. Si les triangles sont petits ou asymétriques, alors un anneau fibreux étroit ou la distorsion de la soupape se développe avec une perturbation ultérieure de la fonction des soupapes. Cette situation peut être observée avec la valve bicuspide de l'aorte.

La valve est l'élément de fermeture de la valve, sa marge proximale s'étendant à partir de la partie semilunaire de l'anneau fibreux, qui est une structure de collagène dense. La valve se compose du corps (la partie principale étant chargée), de la surface de coaptation (fermeture) et de la base. Les bords libres des volets adjacents dans la position fermée forment une zone de coaptation s'étendant de la commissure au centre du volet. La forme triangulaire épaissie de la partie centrale de la zone de coaptation de la valve s'appelait le nœud d'Aranzi.

La feuille qui forme la valve aortique se compose de trois couches (aortique, ventriculaire et spongieuse) et est recouverte extérieurement d'une fine couche endothéliale. Les couches faisant face à l'aorte (fibrosa), contiennent principalement des fibres de collagène orientées dans la direction circonférentielle sous la forme de faisceaux et de brins, et une petite quantité de fibres d'élastine. Dans la zone de coaptation du bord libre de la feuille, cette couche est présente sous forme de faisceaux séparés. Les faisceaux de collagène dans cette zone sont "suspendus" entre les colonnes commissurales à un angle d'environ 125 ° par rapport à la paroi aortique. Dans le corps du faisceau, ces faisceaux se déplacent selon un angle d'environ 45 ° par rapport à l'anneau fibreux sous la forme d'une demi-ellipse et se terminent sur son côté opposé. Cette orientation « » force « et faisceaux bords de la feuille sous la forme d'un » pont suspendu « est destiné à transférer des charges de pression en diastole avec les volets sur les sinus et le squelette fibreux qui forme la valve aortique.

Dans le volet non chargé, les poutres fibreuses sont dans un état contracté sous la forme de lignes ondulées agencées dans une direction circonférentielle à une distance d'environ 1 mm l'une de l'autre. Les fibres de collagène constituant les faisceaux dans la feuille détendue ont également une structure ondulée avec une période d'onde d'environ 20 um. Lorsque la charge est appliquée, ces ondes se redressent, permettant au tissu de s'étirer. Les fibres complètement redressées deviennent inextensibles. Les plis des faisceaux de collagène se redressent facilement avec un léger chargement de la feuille. Ces faisceaux sont clairement visibles à l'état chargé et à la lumière transmise.

La constance des proportions géométriques des éléments de la racine de l'aorte a été étudiée par la méthode de l'anatomie fonctionnelle. En particulier, il a été constaté que le rapport des diamètres de l'articulation sinotubulaire et de la base de la valve est constant et est de 0,8-0,9. Ceci est vrai pour les complexes valvulaires-aortiques de jeunes et d'âge moyen.

Avec l'âge, des processus qualitatifs de structure de paroi aortique anormale se produisent, accompagnés d'une diminution de son élasticité et du développement de la calcification. Ceci conduit, d'une part, à son expansion progressive et, d'autre part, à une diminution de l'élasticité. Des changements dans les proportions géométriques et une diminution de la dilatabilité de la valve aortique se produisent à l'âge de plus de 50-60 ans, ce qui s'accompagne d'une diminution de la surface d'ouverture des valves et d'une détérioration des caractéristiques fonctionnelles de la valve dans son ensemble. Les caractéristiques anatomiques et fonctionnelles liées à l'âge de la racine aortique des patients doivent être prises en compte lors de l'implantation de substituts biologiques sans cadre dans la position aortique.

Une comparaison de la structure d'une telle éducation comme la valve aortique de l'homme et des mammifères a été réalisée à la fin des années 60 du XXe siècle. Dans ces études, la similitude d'un certain nombre de paramètres anatomiques des valves porcines et humaines a été montrée, contrairement à d'autres racines xénogéniques de l'aorte. En particulier, il a été montré que les valves non coronaires humaines et les sinus coronaires gauches étaient, respectivement, les plus grandes et les plus petites. En même temps, le sinus coronaire droit dans la valve de porc était le plus grand et le sinus non-coronaire était le plus petit. Dans le même temps, des différences dans la structure anatomique du sinus coronaire droit de la valve aortique porcine et humaine ont été décrites pour la première fois. Dans le cadre du développement de la chirurgie plastique reconstructive et du remplacement valvulaire aortique avec des substituts biologiques sans cadre, les études anatomiques de la valve aortique ont repris ces dernières années.

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Valve aortique humaine et valve de porc aortique

Une étude comparative de la structure de la valve aortique humaine et de la valve aortique de porc en tant que xénogreffe potentielle a été réalisée. Il a été montré que les valves xénogéniques ont un profil relativement bas et dans la plupart des cas (80%) sont asymétriques en raison de la plus petite taille de leur sinus non coronaire. L'asymétrie modérée de la valve aortique humaine est due à la plus petite taille de son sinus coronaire gauche et n'est pas si prononcée.

La valve aortique du porc, contrairement à l'humain, n'a pas d'anneau fibreux et ses sinus ne bordent pas directement la base des valves. Les ailes de porc sont attachées par leur base semilunaire directement à la base de la valve, puisqu'il n'y a pas de véritable anneau fibreux dans les valves de porc. Les bases des sinus et des valves xénogéniques sont fixées aux parties fibreuses et / ou fibreuses et musculaires de la base de la valve. Par exemple, la base des valves coronaires non coronaires et gauches de la valve de porc sous la forme de feuilles divergentes (fibrosa et ventnculans) sont attachées à la base fibreuse de la valve. En d'autres termes, les valves qui forment la valve aortique du porc n'adhèrent pas directement aux sinus, comme dans les racines aortiques allogéniques. Entre eux est la partie distale de la base de valve, qui, dans la direction longitudinale (selon l'axe de soupape) au niveau du point le plus proximal du sinus coronaire et de non-coronaire gauche est, en moyenne, 4,6 ± 2,2 mm et le sinus coronaire droite - 8,1 ± 2,8 mm. C'est une différence importante et significative entre la soupape de porc et la soupape humaine.

L'insertion musculaire du cône aortique du ventricule gauche le long de l'axe dans la racine porcine de l'aorte est beaucoup plus importante que dans la racine allogénique. Dans les valves porcines, cette implantation a formé la base de la valve coronaire droite et le sinus du même nom, et dans une moindre mesure la base des segments adjacents des valves coronaires et non coronaires gauches. Dans les valves allogéniques, cette injection ne crée qu'un support à la base, principalement le sinus coronaire droit et, dans une moindre mesure, le sinus coronaire gauche.

L'analyse de la taille et des proportions géométriques des éléments individuels de la valve aortique, en fonction de la pression intra-aortique, a été fréquemment utilisée en anatomie fonctionnelle. A cet effet, différent racine aortique de remplissage solidifié matériaux (caoutchouc, la paraffine, le caoutchouc de silicone, les plastiques et autres.) Et de produire sa stabilisation structurelle des moyens chimiques ou cryogéniques à des pressions différentes. Les impressions résultantes ou racines aortiques structurées ont été étudiées par la méthode morphométrique. Cette approche de l'étude de la valve aortique a permis d'établir certains schémas de son fonctionnement.

Des expériences in vitro et in vivo ont montré que la racine de l'aorte est une structure dynamique et que la plupart de ses paramètres géométriques changent au cours du cycle cardiaque, en fonction de la pression dans l'aorte et le ventricule gauche. Dans d'autres études, il a été montré que la fonction des valves est largement déterminée par l'élasticité et l'extensibilité de la racine de l'aorte. Mouvements de sang vortex dans les sinus ont été attribués un rôle important dans l'ouverture et la fermeture des valves.

Enquête sur la dynamique des paramètres géométriques de la valve aortique a été réalisée chez des animaux de laboratoire par des méthodes kinoangiografii haute, la cinématographie et kineradiografii, ainsi que chez les personnes en bonne santé en utilisant cineangiocardiography. Ces études ont permis d'évaluer avec précision la dynamique de nombreux éléments de la racine de l'aorte et d'évaluer vraisemblablement la dynamique de la forme et du profil de la valve au cours du cycle cardiaque. En particulier, il a été montré que la dilatation systolodiastolique du composé sinotubulaire est de 16-17% et est étroitement corrélée avec la pression artérielle. Le diamètre de la jonction sino-tubulaire atteint un maximum au pic de la pression systolique dans le ventricule gauche, ce qui facilite l'ouverture des soupapes en raison des différences commissures vers l'extérieur, puis décroît après la fermeture des vannes. Le diamètre de la jonction sinotubulaire atteint ses valeurs minimales à la fin de la phase de relaxation isovolytique du ventricule gauche et commence à augmenter dans la diastole. Les barres commissurales et la jonction sinotubulaire, en raison de leur flexibilité, participent à la répartition de la contrainte maximale dans les volets après leur fermeture pendant la période de croissance rapide du gradient de pression transvalvulaire inverse. Des modèles mathématiques ont également été développés pour expliquer le mouvement des tracts lors de leur ouverture et fermeture. Cependant, les données de modélisation mathématique n'étaient pas en accord avec les données expérimentales.

Dynamique de la valve aortique a un impact sur le fonctionnement normal des feuillets valvulaires ou sans cadre bioprothèse implantée. Il montre le périmètre de base de la valve (chiens et moutons) a atteint une valeur maximale au début de la systole a diminué au cours de la systole et était minime dans son extrémité. Pendant la diastole, le périmètre de la valve a augmenté. La base de la valve aortique également capable de asymétrique cyclique change de taille en raison de la contraction de la portion de muscle ventrikuloaortalnogo composé (triangles de mezhstvorchatyh entre les sinus coronariens droit et gauche, et les bases du sinus coronaire gauche et à droite). En outre, le cisaillement et la torsion de la racine de l'aorte ont été détectés. La plus grande déformation de torsion observée dans la colonne commissures entre le non-coronaire et le sinus coronaire gauche, et le minimum - entre le non-coronaire et coronaire droite. Implantation sans cadre bioprothèse avec la base semi-rigide peut modifier la flexibilité de la racine aortique à des déformations de torsion, qui transfère la déformation en torsion sur la formation de la racine aortique du composé composite sino-tubulaire et distortsiey volets de bioprothèses.

Une étude de la biomécanique normale de la valve aortique chez des individus plus jeunes (21,6 ans en moyenne) par échocardiographie transoesophagienne avec traitement informatique ultérieur de la vidéo (120 images par seconde) et l'analyse de la dynamique des caractéristiques géométriques des éléments de la valve aortique en fonction du temps et les phases du cycle cardiaque. Il a été montré que, lors de la systole varient de manière significative la surface d'ouverture de soupape, l'angle d'inclinaison radial de la base de clapet de soupape, le diamètre de la base de la vanne et la longueur radiale des volets. Dans une moindre mesure, le diamètre modifié jonction sino-tubulaire, la longueur circonférentielle des volets de bord libre et des sinus de hauteur.

Ainsi, la longueur radiale de la valve était maximale dans la phase diastolique de la réduction isovolytique de la pression intraventriculaire et le minimum - dans la phase systolique de l'exil réduit. L'étendue radiale systolodiastolique de la feuille était en moyenne de 63,2 ± 1,3%. La valve était plus longue en diastole avec un gradient diastolique élevé et plus courte dans la phase du débit sanguin réduit, lorsque le gradient systolique était proche de zéro. La circonférence de la distension systolique et diastolique de la valve et de la jonction sinotubulaire était de 32,0 ± 2,0% et de 14,1 ± 1,4%, respectivement. L'angle radial de l'inclinaison du volet à la base de la valve variait, en moyenne, de 22 à la diastole à 93 ° en systole.

Le mouvement systolique des valves qui forment la valve aortique était classiquement divisé en cinq périodes:

1. la période préparatoire est tombée sur la phase de l'augmentation isovoluminal de la pression intraventriculaire; les valves ont été redressées, un peu plus courtes dans la direction radiale, la largeur de la zone de coaptation a diminué, l'angle a augmenté, en moyenne, de 22 ° à 60 °;
2. la période d'ouverture rapide des valves a duré 20-25 ms; avec le début de l'expulsion du sang à la base des valves, une onde d'inversion s'est formée, qui s'est rapidement étendue radialement au corps des valves et plus loin à leurs bords libres;
3. Le pic de l'ouverture des valves était dans la première phase de l'expulsion maximale; dans cette période, les bords libres des feuillets se pliaient autant que possible vers les sinus, la forme de l'ouverture de la valve s'approchait du cercle, et dans le profil la valve ressemblait à la forme d'un cône inversé tronqué;
4. la période d'ouverture relativement stable des soupapes tombait à la seconde phase d'expulsion maximale, les bords libres des volets redressés suivant l'axe de l'écoulement, la soupape se présentant sous la forme d'un cylindre, et les volets se recouvrant progressivement; À la fin de cette période, la forme de l'ouverture de la soupape est devenue triangulaire;
5. La période de fermeture rapide de la valve coïncidait avec la phase d'exil réduit. A la base des volets formés inversion d'onde, des volets de traction allégée dans la direction radiale, qui ont conduit à leur fermeture au début de la zone de bord koaptatsii ventriculaire, puis - à la fermeture complète des soupapes.

Les déformations maximales des éléments radiculaires de l'aorte se sont produites pendant les périodes d'ouverture et de fermeture rapides de la valve. Avec un changement rapide de la forme des valves qui forment la valve aortique, de fortes contraintes peuvent apparaître dans celles-ci, ce qui peut conduire à des changements dégénératifs dans le tissu.

Le mécanisme d'ouverture et de rabats de fermeture pour former, respectivement, une inversion d'onde et retour, ainsi que l'augmentation de l'angle radial du châssis de la vanne de fond dans une phase d'augmentation de pression isovolumique dans le ventricule peut être attribuée aux mécanismes d'amortissement racine de l'aorte, ce qui réduit la déformation et la contrainte des feuillets de valvule.