Valves cardiaques

Les valves tricuspide et pulmonaire du cœur régulent le flux sanguin des tissus vers les poumons pour l'enrichissement en oxygène. Les valves mitrale et aortique du cœur gauche contrôlent le flux sanguin artériel vers les organes et les tissus. Les valves aortique et pulmonaire sont respectivement les valves de sortie des ventricules gauche et droit. Les valves mitrale et tricuspide du cœur sont respectivement les valves de sortie des oreillettes gauche et droite et, en même temps, les valves d'entrée des ventricules gauche et droit. Les valves aortique et pulmonaire du cœur sont ouvertes pendant la phase de contraction des ventricules (systole) et fermées pendant la phase de relaxation des ventricules (diastole). Pendant les phases de contraction et de relaxation isovolumiques, les quatre valves sont fermées. Les valves pulmonaire et tricuspide fermées du cœur peuvent supporter une pression de 30 mm Hg, la valve aortique d'environ 100 mm Hg et la valve mitrale jusqu'à 150 mm Hg. L'augmentation des charges sur les valves cardiaques gauches explique leur plus grande vulnérabilité aux maladies. L'hémodynamique peut jouer un rôle important dans le développement d'une pathologie valvulaire.

Les valves aortiques du cœur s'ouvrent au début de la contraction systolique du ventricule gauche et se ferment avant la relaxation diastolique du ventricule. La systole débute à l'ouverture de la valve aortique (20 à 30 ms) et dure environ 1/3 du cycle cardiaque. Le flux sanguin à travers les valves cardiaques augmente rapidement et atteint sa vitesse maximale au cours du premier tiers de la systole, après l'ouverture complète des cuspides. L'inhibition du flux sanguin à travers les valves cardiaques est plus lente. Le gradient de pression inverse inhibe le flux pariétal à faible vitesse, entraînant un reflux dans les sinus. Pendant la systole, la différence de pression directe, sous l'action de laquelle le sang traverse les valves aortiques du cœur, ne dépasse pas quelques mmHg, tandis que la différence de pression inverse sur la valve atteint normalement 80 mmHg. Les valves cardiaques se ferment à la fin de la phase de décélération du flux, entraînant un reflux négligeable. Toutes les valves cardiaques sont fermées pendant les phases de contraction et de relaxation isovolumiques. Les valves aortiques du cœur changent de taille et de forme au cours du cycle de contraction cardiaque, principalement dans le sens de l'axe aortique. Le périmètre de l'anneau fibreux atteint un minimum en fin de systole et un maximum en fin de diastole. Des études sur des chiens ont montré une variation de périmètre de 20 % à une pression aortique de 120/80 mm Hg. Pendant la systole, un vortex de liquide se forme dans les sinus. Ces vortex contribuent à la fermeture rapide et efficace des valves. Le volume du flux inverse représente 5 % du flux direct. Dans un organisme sain, sous l'influence d'une différence de pression directe, la vitesse du flux sanguin augmente rapidement pour atteindre des valeurs de 1,4 ± 0,4 m/s. Chez l'enfant, des vitesses encore plus élevées sont observées: 1,5 ± 0,3 m/s. En fin de systole, il existe une courte période de flux sanguin inverse, enregistrée par échographie Doppler. La source du flux inverse peut être soit le flux inverse réel du sang à travers l'orifice de la valve pendant la phase de fermeture des cuspides, soit le mouvement des cuspides déjà fermées vers le ventricule gauche.

Le profil de vitesse dans le plan de l'anneau fibreux est uniforme, mais avec une légère pente vers la paroi septale. De plus, le flux sanguin systolique à travers les valves aortiques du cœur conserve le caractère spiralé formé dans le ventricule gauche. La rotation du flux sanguin dans l'aorte (0-10°) élimine la formation de zones stagnantes, augmente la pression près des parois, facilitant ainsi une meilleure collecte du sang dans les vaisseaux sortants et prévenant les lésions des cellules sanguines dues à un flux continu. Les opinions sur le sens de rotation du flux sanguin dans l'aorte ascendante sont ambiguës. Certains auteurs ont souligné une rotation antihoraire du flux sanguin systolique à travers les valves aortiques du cœur, si l'on observe le flux dans le sens inverse, d'autres une rotation inverse, d'autres encore ne mentionnent pas du tout le caractère spiralé de l'éjection sanguine systolique, tandis que d'autres encore penchent pour l'hypothèse d'une origine du flux tourbillonnaire dans la crosse aortique. La nature instable et, dans certains cas, multidirectionnelle de la rotation du flux sanguin dans l'aorte ascendante et son arc est apparemment associée à des caractéristiques morphofonctionnelles individuelles de la section de sortie du ventricule gauche, des structures aortiques, des sinus de Valsalva et de la paroi aortique.

Le flux sanguin à travers les valves pulmonaires du cœur est proche de celui de l'aorte, mais d'amplitude nettement plus faible. Chez un adulte en bonne santé, la vitesse atteint 0,8 ± 0,2 m/s, contre 0,9 ± 0,2 m/s chez un enfant. Derrière les structures pulmonaires, on observe également un tourbillon du flux, dirigé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre lors de la phase d'accélération du flux sanguin.

La relaxation du ventricule est suivie d'une décélération du flux sanguin et les structures mitrales se ferment partiellement. Lors de la contraction de l'oreillette, la vitesse de l'onde A est généralement inférieure à celle de l'onde E. Les premières études visaient à expliquer le mécanisme de fermeture de la valve mitrale. BJ Bellhouse (1972) a été le premier à suggérer que les tourbillons formés derrière les cuspides lors du remplissage ventriculaire contribuent à leur fermeture partielle. Des études expérimentales ont confirmé que sans la formation de grands tourbillons derrière les cuspides, les structures mitrales resteraient ouvertes jusqu'au début de la contraction ventriculaire, et sa fermeture s'accompagnerait d'une régurgitation importante. J. Reul et al. (1981) ont constaté que la chute de pression inverse en milieu de diastole du ventricule provoque non seulement une décélération du liquide, mais aussi la fermeture initiale des cuspides. Ainsi, la participation des tourbillons au mécanisme de fermeture des cuspides fait référence au début de la diastole. EL Yellin et al. (1981) ont précisé que le mécanisme de fermeture est influencé par l’effet combiné de la tension des cordes, de l’inhibition du flux et des tourbillons ventriculaires.

Le flux sanguin diastolique de l'oreillette gauche vers le ventricule gauche, passant par les structures mitrales, est tourbillonné dans le sens horaire lorsqu'il est observé en aval. Les études modernes d'imagerie par résonance magnétique du champ de vitesse spatiale dans le ventricule gauche révèlent un mouvement tourbillonnaire du sang pendant la phase de fermeture de la cuspide et pendant la phase de contraction auriculaire. Ce tourbillonnement est assuré par l'apport sanguin tangentiel des veines pulmonaires vers la cavité de l'oreillette gauche, ainsi que par la direction du flux sanguin par le feuillet antérieur de la valve mitrale vers les travées spiralées de la paroi interne du ventricule gauche. Il convient de se poser la question suivante: quelle est la signification de ce phénomène? Ce tourbillonnement du sang dans le ventricule gauche du cœur et l'aorte. Dans un écoulement tourbillonnaire, la pression sur les parois du ventricule gauche dépasse la pression sur son axe, ce qui contribue à l'étirement de ses parois pendant la période d'augmentation de la pression intraventriculaire, à l'inclusion du mécanisme de Frank-Starling et à une systole plus efficace. L'écoulement tourbillonnaire intensifie le mélange des volumes sanguins: saturés en oxygène et appauvris. L'augmentation de la pression près des parois du ventricule gauche, dont la valeur maximale se produit en fin de diastole, crée des forces supplémentaires sur les cuspides de la valve mitrale et favorise leur fermeture rapide. Après la fermeture de la valve mitrale, le sang poursuit son mouvement de rotation. En systole, le ventricule gauche modifie uniquement le sens de la circulation sanguine, sans modifier le sens du mouvement de rotation. Par conséquent, le signe du tourbillon s'inverse si l'on continue d'observer le flux.

Le profil de vélocité de la valve tricuspide est similaire à celui de la valve mitrale, mais sa vélocité est plus faible car la surface de son ouverture est plus grande. Les valves tricuspides du cœur s'ouvrent plus tôt que la valve mitrale et se ferment plus tard.

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